Здебільшого фільм знімали в приміщеннях Мосфільму (квартири персонажів), у Москві (універмаг і “огоньку не знайдеться?”), у Підмосков’ї (фінальні сцени з погонями і бійками) і на Чорноморському узбережжі. Місто, де проживав Горбунков, отримало в сценарії назву Чорноморськ.
За сюжетом фільму “Діамантова рука”, Семен Горбунков, зіграний Юрієм Нікуліним, ламає собі руку під час відпустки в турецькому Стамбулі. Роль Стамбула у фільмі зіграла столиця Азербайджану, місто Баку.
Зйомки проходили з квітня по листопад 1968 року в Сочі, Адлері, Туапсе, Гжатську, Павловській Слободі, на натурних об’єктах Москви і в павільйонах “Мосфільму”. “Зарубіжні сцени” знімали в Баку.