Изначально планировалось, что вместе с женой в кафе будет и сын Исаева, которого тот никогда не видел. Была даже придумана целая история – у мальчика в руках будет цепочка-брелочек, которую тот будет вертеть, а потом оставит на тарелочке. И когда встреча будет окончена, Штирлиц, улучив момент, заберет этот брелочек в память о сыне. Однако в этой идее Лиознова усмотрела один недостаток: если в кадре будет ребенок, зритель не "заметит" женщины. Сделать акцент на любви между мужчиной и женщиной, на чувствах, которые преодолевают войну и расстояния, — в этом была задумка Лиозновой.
Сцена встречи в кафе "Слон" — одна из самых сложных в фильме: ее участники не разговаривают и практически не двигаются в кадре: пять с половиной минут они находятся в одной декорации без единого слова. Актеры полностью лишены инструментов выразительности, по сюжету фильма им даже нельзя показывать, что они знакомы. Особенно гениальными Лиознова считает роли жены Штирлица (ее играла Элеонора Шашкова) и человека, который ее приводит в кафе (в этой роли Евгений Лазарев). "Это потруднее, чем сыграть Штирлица, где все на него работает", — говорила Лиознова. Это роли, сыгранные без единого слова и жеста, а только глазами (в случае с женой Штирлица) и спиной (в случае с героем Лазарева). Секрет этой сцены не только в волшебном музыкальном сопровождении, но и в "живой" актерской игре: изначально планировалось, что кадры с женой Штирлица будут снимать без участия Тихонова – к тому же у него в тот день был первый выходной. Шашковой такая идея совсем не понравилась, и неизвестно, удалось бы ей также впечатляюще сыграть роль, глядя в неживую камеру, если бы в последний момент дверь кафе "Слон" не распахнулась, и туда не зашел бы Тихонов-Штирлиц.
На момент работы над картиной в начале 70-х годов никто и предположить не мог, что о ней будут помнить в 2000-х, по-прежнему с замиранием духа смотреть все серии и считать лучшим фильмом о советской разведке. "17 мгновений…" снимался как рядовой сериал: рассказывают даже, что большинство актеров, задействованных в картине, относились к съемкам не слишком-то и серьезно. Несмотря на то, что на фильме лежала большая ответственность — по инициативе генсека ЦК КПСС Юрия Андропова он должен был быть приурочен к 30-летию победы над немцами.
Многие актеры параллельно работали и на других картинах, поэтому собрать всех вместе для съемок было крайне сложно – снимать приходилось ночью. Некоторые эпизоды добавлялись по ходу работы, а актеры на второстепенные роли назначались в лучшем случае за день до съемок, а иногда и день в день – так произошло и с Элеонорой Шашковой. Конечно же, это лишь одна сторона медали, в профессионализме съемочной группы не приходится сомневаться, а Татьяна Лиознова еще перед началом съемок заявила, что на площадке хочет видеть уже известных и зарекомендовавших себя актеров.
Большую часть фильма актеру Вячеславу Тихонову, исполнявшему роль Штирица, приходилось только наблюдать, писать, звонить и ходить, а также один раз выстрелить. Количество диалогов сведено к минимуму, все действия и даже мимику отличает холодная сдержанность. Однако актер Лев Дуров, сыгравший в фильме агента Клауса, считает эту роль одной из сложнейших в фильме. "Кроме анализа и сопоставления ничего нет!", — говорил Дуров о Штирлице, подчеркивая отсутствие возможностей хоть как-то раскрыть характер героя. Благодаря едва заметным мелочам, вроде собаки, которая кладет Штирлицу голову в руки, или влюбленной в него немки, мы можем лишь догадываться о его мыслях, характере, настроении. У каждого героя в фильме есть свои "бзики" — именно так называла их Лиознова – то есть, простые, человеческие особенности, вроде постоянно заедающего шкафчика у Мюллера. "Это дает правду жизни", — объясняла режиссер. У Штирлица такой "правды жизни" практически нет, потому что он человек "дважды закрытый – один раз профессией и второй раз – немецким мундиром". Заинтересовать зрителя характером героя, его жизнью, мыслями, мог только актер с "большим внутренним содержанием", говорил Лев Дуров о Тихонове.
Рассказывают, что однажды Тихонов раскрыл секрет своего напряженного думающего лица во время исполнения роли Штирлица. Таблица умножения – именно ее он прокручивал в голове, пока оператор снимал очередную сцену длительностью в несколько минут. Но в актерской игре, как и на войне, все методы хороши.