После Риги съемки вновь вернулись в павильон, где снимали эпизоды из 4-й — 6-й серий. Поздней осенью на студии были сданы первые три серии фильма. А в начале следующего года вновь отправились в путь — на этот раз в Тбилиси, чтобы в горах под городом Боржоми снять эпизод перехода пастора Шлага через Альпы. Как мы помним, до Альп Штирлиц и Шлаг добирались на «Мерседесе». Поскольку студийный «мерс» за время съемок совсем поистрепался, было решено подыскать нужный автомобиль прямо на месте, благо Грузия тогда котировалась на уровне Греции: там тоже можно было все достать. Однако «Мерседеса» военной поры там, как ни странно, не оказалось, зато был «Форд». Правда, с номерами вышла накладка: в кадре можно заметить, что буквы на нем наши — ГРУ.

Жить киношников поселили в одной из лучших тбилисских гостиниц — цековской. Там мужской половине группы приходилось ощущать на себе пристальное внимание… местных путан. Едва в каком-нибудь номере вечером зажигался свет, как проститутки начинали обрывать телефон, предлагая свои услуги.

Как-то утром Лиознова надумала позавтракать в каком-нибудь хорошем ресторане. Ее, а также Тихонова, Ростоцкого и еще нескольких человек привезли в один из таких в центре города. Накрыли на стол. Внезапно в разгар веселья Тихонов на несколько минут вышел покурить. И в коридоре нос к носу столкнулся с директором ресторана и главным инженером. Те, увидев в своем заведении самого Тихонова, сначала потеряли дар речи, а затем бросились выяснять, как он здесь оказался. Узнав, что тот в ресторане не один, а со своими коллегами, рестораторы бросились в зал. Спустя несколько минут к киношникам подошли два официанта, которые, извинившись, с двух сторон схватились за края скатерти и свернули ее вместе со снедью. Кто-то из киношников подумал, что, мол, плакал наш завтрак. Как вдруг спустя несколько минут те же официанты постелили на стол новую скатерку и стали раскладывать на ней новую снедь, еще более деликатесную и экзотическую. В итоге завтрак превратился в длительное застолье, которое продлилось аж до шести вечера. Из ресторана кинематографистов повезли в оперный театр на спектакль.

В марте 1972 года съемочная группа работала уже в Москве, снимала в павильоне эпизоды на вилле Штирлица. Вот как описывает один из тех съемочных дней побывавший на съемочной площадке журналист «Литературной газеты» Е. Демушкин:

«И вот оператор П. Катаев приступает к съемке. У рации — Исаев. Сейчас выходить на связь, и пальцы разведчика уже на ручке настройки. Вдруг в комнату с радиоволнами врывается мелодия русской песни. Сколько чувств отражается на лице Исаева — Тихонова! Он по-прежнему сосредоточен, но в глазах его тревога, и радость, и боль: надо настраиваться на волну Центра, а как трудно уйти от этой песни. В радиограмме — новое труднейшее задание, и когда герой Тихонова смотрит на пламя, превращающее в пепел вместе с шифровкой надежду на скорое возвращение домой, мы вновь видим прежнего Исаева, не знающего слабостей, подчинившего всего себя борьбе…»

Поздней осенью 1972 года снимали последние эпизоды фильма. В частности, на Рижском вокзале запечатлели на пленку сцену проводов Штирлицем Кэтрин. На тот момент Градова была на третьем месяце беременности от своего мужа Андрея Миронова, но под пальто, которое ее героиня на себе носила, этого заметно не было. Кстати, в этом эпизоде был допущен очевидный ляп: на вагоне, рядом с которым стоит Кэт, было по-русски написано «56 тонн».

Когда в начале 1973 года фильм был смонтирован и его показали высокому телевизионному руководству, на голову режиссера посыпались первые упреки. Больше всех возмущались военные, которые заявили, что согласно фильму войну выиграли одни разведчики. Возразить им Лиознова не посмела, поэтому отправилась исправлять досадную оплошность. Она включила в фильм еще несколько сот метров документальной хроники, и претензии военных были сняты.

Инициатором другого скандала стал автор сценария Юлиан Семенов. Он заявил категорический протест, когда Лиознова вознамерилась стать соавтором сценария и в титрах поставить свою фамилию рядом с его (как мы помним, некоторые сцены в фильме Лиознова придумала сама). Когда противостояние между режиссером и сценаристом достигло высшей точки, было решено обратиться к помощи третейского судьи. Им был выбран Микаэл Таривердиев. Тот заявил, что Лиознова не должна выставлять себя в титрах как сценарист. Спор был разрешен, однако Лиознова в списки своих недругов внесла и Таривердиева (что закономерно, учитывая его «козлиную» принадлежность). Когда в 1976 году фильм выдвинули на соискание Государственной премии РСФСР, фамилию Таривердиева в списки не включили. В итоге премию получили четверо: Лиознова, Семенов, Тихонов, оператор Петр Катаев.

Премьера фильма состоялась в конце лета 1973 года: с 11 по 24 августа. В те дни, когда он демонстрировался, буквально вся страна прильнула к экранам своих телевизоров. И как гласят тогдашние милицейские сводки, по всей стране резко снизилась преступность. Причем так было не только у нас. Один наш теленачальник посетил как-то Венгрию и в одной из приватных бесед с тамошним пограничником спросил: «Ваши граждане случайно не бегут в соседнюю благополучную Австрию?» На что пограничник ответил: «На данный момент нет. Потому что сейчас по нашему ТВ показывают ваши «Семнадцать мгновений весны».

Что касается Вячеслава Тихонова, то он премьерный показ не застал, поскольку находился в лесах под Валдаем, где снимался в очередном фильме — «Фронт без флангов» Игоря Гостева (играл роль майора НКВД Млынского, создавшего и возглавлявшего партизанский отряд в годы войны). По словам актера:

«Но до меня доходили слухи, что все смотрят про Штирлица, и все спрашивали: «Ну что там будет в следующих сериях, расскажи: он останется жив или нет?» А раз люди так близко к сердцу приняли этот фильм, то мне еще больше хотелось трудиться, чтобы и к другим картинам зрители не оставались равнодушны…»

Заметим, что участие Тихонова в фильме про майора Млынского (а всего получится кинотрилогия) было негативно встречено советской либеральной общественностью. Почему? Дело в том, что это была экранизация прозы Семена Цвигуна (псевдоним — Семен Днепров), который не только являлся 1-м заместителем председателя КГБ СССР, но и был одним из представителей державников-государственников в советских верхах. А Тихонов не только согласился сниматься в экранизации его книги, но, собственно, и играл его личность в кино (прототип Млынского — сам Цвигун), а также стал его приятелем. Однако для Тихонова это не было какой-то конъюнктурой — это был его осознанный выбор, поскольку в борьбе между либералами и державниками, которая особенно обострилась после чехословацких событий 1968 года, он выбрал последних — близких ему по духу. Почему близких?

С первых же своих шагов в большом кинематографе Тихонов стал для миллионов советских людей олицетворением мужества и патриотизма. Практически все его роли были об этом — о верном служении своей социалистической Отчизне. В лице Тихонова советский кинематограф имел редкий случай актера, который жил со своими экранными героями одной жизнью, разделяя те же взгляды, что и они. То есть патетика экранных образов была для Тихонова не средством зарабатывания денег или чинов (как это случалось со многими советскими деятелями культуры), а естественным проявлением его собственных жизненных принципов. В актерской среде это был редкий случай, за что Тихонова, собственно, многие из его коллег не любили, из-за чего он чувствовал себя своего рода изгоем. Это отчуждение стало поводом к тому, что актер стал сниматься только у тех режиссеров, с которыми разделял одни и те же взгляды — державные. Среди этих людей были: Станислав Ростоцкий (тот занял Тихонова в пяти своих фильмах: «Дело было в Пенькове», «Майские звезды», «На семи ветрах», «Доживем до понедельника», «Белый Бим Черное ухо», а также снял про него документальную ленту «Профессия — актер»), Игорь Гостев (четыре фильма: «Фронт без флангов», «Фронт за линией фронта», «Фронт в тылу врага», «Европейская история»), Сергей Бондарчук (два фильма: «Война и мир», «Они сражались за Родину!»), Юрий Егоров (один фильм: «Человек с другой стороны»).