Большую помощь в работе над фильмом оказал маршал авиации, легендарный летчик Александр Покрышкин. Когда Быков напросился к нему на прием, чтобы добиться от него выделения для съемок настоящих самолетов времен войны, маршал поначалу отнесся к этой просьбе настороженно. Слишком много в те годы выходило проходных фильмов о войне, чтобы маршал с ходу поверил в затею Быкова снять «нетленку». Он опросил оставить ему на несколько дней сценарий, чтобы поближе познакомиться с материалом. Но нескольких дней не понадобилось. Буквально за одну ночь Покрышкин проглотил сценарий и распорядился выдать киношникам не один, не два, а целых пять самолетов: четыре истребителя «Як-18 и чехословацкий «2-326, внешне похожий на «Мессершмитт-109. Машины доставили на киевский аэродром «Чайка», где их перекрасили и придали им фронтовой вид
Съемки фильма начались 22 мая в павильоне студии Довженко в декорациях «блиндаж КП» и «блиндаж комбата». Затем съемки переместились на натуру: в конце мая начали снимать воздушные бои «яков» с «мессерами». Вот как вспоминает об этом участник тех съемок — оператор Виталь Кондратьев: «Для удобства воздушных съемок я придумал особое устройство, которое крепилось между первой и второй кабинами и позволяло брать кадр крупным планом прямо во время полета. Быков мое изобретение одобрил и тут же решил первым подняться в воздух, чтобы испытать его в деле. Пилот выписывал в небе «бочки» и «мертвые петли», а Леонид Федорович включал камеру, давил на гашетку и кричал в объектив: «Серега, прикрой! Атакую!» После нескольких дублей самолет садился, я менял кассету с пленкой, и машина снова поднималась в небо. В конце съемочного дня Быков буквально вывалился из самолета и плюхнулся на зеленую траву аэродрома. «Ну, как дела?» — спросил я, подбежав к нему, и услышал в ответ: «Проявим пленку- увидим!»
В начале июня начали снимать эпизоды «на аэродроме». Поскольку Быков не любил, когда его дублировали, он все трюки старался делать сам. И за время съемок вполне прилично освоил управление самолетами. Правда, в воздух он их не поднимал, но зато самостоятельно запускал двигатель и рулил по аэродрому. Иной раз без накладок не обходилось. Как-то он не смог рассчитать курс, и правое колесо попало в яму от пиротехнического взрыва. Самолет клюнул носом, полетели лопасти пропеллера, заднее колесо отломилось вместе со стойкой. Быков заработал на лбу здоровенную шишку, но расстроился не из-за этого. Дело в том, что авария произошла на том самом «Яке» с нарисованными на борту нотами и скрипичным ключом. Поскольку везти самолет для ремонта в Киев значило потерять уйму времени, было решено восстанавливать «железную птицу» на месте, своими силами. Предусмотрительный механик захватил из Киева несколько запасных лопастей, которые тут же установили на поврежденную машину. Но для заднего шасси нужна была сварка. И тогда за дело взялся оператор В. Кондратьев. Он положил изувеченную деталь в багажник своего авто и поехал в Чернигов на станцию юных техников, где у него имелись друзья. Однако когда он приехал, на станции никого не оказалось. Пришлось оператору «вылавливать» их по домам. Узнав, что он с Быковым снимает кино о фронтовых летчиках, мастера с радостью согласились им помочь. Стойку заварили, и на следующее утро самолет был снова готов к полетам
Между тем через несколько дней случилось новое ЧП: с картины ушел исполнитель роли Смуглянки Анатолий Матешко, который прельстился главной ролью в другом фильме. Далее послушаем рассказ оператора фильма В. Кондратьева: «Помню, тем утром я встретил Быкова в буфете. Он стоял расстроенный и мял в руках какую-то бумажку. В ответ на мой удивленный взгляд он протянул мне телеграмму с киностудии: «Срочно отправьте в Киев Матешко». Что тут поделаешь? Поехали на съемочную площадку, а тут как раз ассистент режиссера привез из Киева «желторотиков» — молодых ребят — студентов театрального института, только что окончивших первый курс. Их представили Быкову. Он осмотрел начинающих актеров профессиональным взглядом, выискивая нового Смуглянку, и остановился на девятнадцатилетнем пареньке, Сереже Подгорном…»