Заявку на фильм Тарковский подал ещё в 1961 году. Съёмки прошли с сентября 1964 по ноябрь 1965 года [1]. В 1967 году состоялась ограниченная премьера, которая вызвала у кинематографического начальства СССР смешанные чувства. Создатели фильма были обвинены в пропаганде насилия и жестокости. Фильм был перемонтирован и сокращён. Фактически картина попала «на полку» [2]. В ограниченный прокат она вышла только в 1971 году. По-настоящему широкая премьера восстановленного фильма состоялась только в 1987 году.
Значительная часть фильма снята в Псковской области, в Пскове, Изборске, Печорах [4]. Во время съёмок пожара в Успенском соборе во Владимире начался настоящий пожар. Для имитации пожара были подготовлены дымовые шашки, которые следовало положить на металлические подносы с песком. Однако песок на них насыпан не был, и раскалённые дымовые шашки нагрели подносы, от которых загорелись деревянные стропила, и начался настоящий пожар, который вскоре был потушен [1][5]. Тарковский планировал включить в фильм новеллу о Куликовской битве с масштабными батальными сценами, но из-за проблем с бюджетом был вынужден отказаться от этого замысла.
Частушки скомороха в исполнении Ролана Быкова были написаны им самим. Когда актёр готовился к роли, он изучил вопрос, и оказалось, что подлинные частушки того времени сплошь содержат ненормативную лексику. Анатолий Солоницын молчал 4 месяца для того, чтобы во время съемок эпизода снятия обета молчания голос звучал осипшим. [6]