В театральной постановке авторы пьесы решили обыграть типовое строительство и примерно одинаковый быт советских граждан, но для большей достоверности решили пересадить героя с поезда на самолёт — иначе он бы протрезвел ещё по пути в Ленинград. Но герой должен быть положительным персонажем, а не каким-то пьянчужкой, поэтому пьянство решили оправдать праздником. Так история стала новогодней. А так как Новый год — это время чудес, то по сюжету не стоящего на ногах человека мало того, что пустили в самолёт, так ещё и по чужому билету…

Когда Эльдар Рязанов экранизировать пьесу, то на «Мосфильме» ему отказали, сочтя материал «легковесной комедией, пропагандирующей пьянство», а в «Гостелерадио» дали добро на съёмки двухсерийного телефильма. Работали на «Мосфильме» — там в одних декорациях снимали квартиры Нади и Жени, просто переставляя мебель и перекладывая вещи, а также из стеклянных блоков построили «баню». Пару уличных эпизодов сняли в Ленинграде, а московская и ленинградская новостройки снимались в Москве на проспекте Вернадского — это были действительно новые дома, построенные по экспериментальному проекту. В том же районе находилась и настоящая московская Третья улица Строителей, правда, ещё в 1963 году её переименовали в улицу Марии Ульяновой. На съёмки фильма было потрачено 372 тысячи рублей.

На роль Нади Шевелёвой пробовались: Людмила Гурченко, Ольга Волкова, Светлана Немоляева, Антонина Шуранова, Валентина Талызина и многие другие, но режиссёру не нравился результат проб. Он начал вспоминать менее известных актрис, и вспомнил польскую мелодраму «Анатомия любви» с Барбарой Брыльской в главной роли. Он позвонил ей в Варшаву и пригласил на пробы — актриса согласилась. Была только одна проблема — Барбара говорила с сильнейшим акцентом, а по сюжету её героиня была учительницей русского языка… Менять профессию героине не стали, её озвучила актриса Валентина Талызина, которой в фильме досталась роль подруги. Когда Барбара Брыльска получила госпремию за роль Нади, то Валентина Талызина сильно обиделась — мол, говорила она, пела Алла Пугачёва, а премия досталась «этой польке». Актрисы смогли хоть как-то примириться только спустя много лет.

Роль Жени Лукашина предполагалась для Олега Даля, но после проб режиссёр отказался от идеи снимать этого актёра — слишком острохарактерный получался персонаж. Так же не были утверждены любимец зрителей Андрей Миронов, Пётр Вельяминов и Станислав Любшин. Рязанов искал актёра, который мог бы оставаться симпатичным и быть смешным в состоянии полного несоображения, и это было очень сложной задачей. Не особо известного тогда Андрея Мягкова режиссёр вообще не считал комедийным актёром и был настроен критически, однако именно его пробы оказались самыми убедительными.

На роль Ипполита был утверждён Олег Басилашвили и даже снялся в нескольких эпизодах, но по семейным обстоятельствам был вынужден отказаться от работы. От его участия в фильме осталось только фото, которое стояло у Нади дома. И когда Лукашин выбрасывает фотографию соперника в окно, Надя подбирает с земли изображение не Юрия Яковлева, а Олега Басилашвили.

Барбара Брыльска всегда была очень собрана и педантична. Она приходила на площадку точно в срок и с выученным текстом, и всегда недоумевала, что остальные актёры вели себя не так. Кто-то мог забыть роль, кто-то опаздывал, кто-то начинал импровизировать… Например, как Юрий Яковлев, у которого «тёпленькая пошла». Это была импровизация актёра, на которого из «мосфильмовского» крана с вечно холодной водой неожиданно полилась тёплая. «Какая гадость ваша заливная рыба!» — это тоже придумка Юрия Яковлева.

Фильм начали снимать в марте, когда снег уже почти растаял, а закончили работу в середине лета. Поэтому вместо снега съёмочная бригада использовала всё, что можно — скупленную во всех ленинградских аптеках вату, пенопласт, меловую крошку и крошечные кусочки бумаги, которые для создания эффекта вьюги поднимали в воздух специальные ветродуи.

Впервые фильм был показан 1 января 1976 года и с самого начала успех был ошеломительным — его посмотрело около 100 тысяч зрителей! Эльдар Рязанов вспоминал, что первая телеграмма, которую он получил, была отправлена через три минуты после окончания фильма. Телеканал был завален письмами — зрители просили, требовали, умоляли показать фильм ещё раз, и повторный показ состоялся уже 7 февраля. Однако «Ирония судьбы…» не сразу стала традиционным новогодним фильмом, в СССР его показывали всего пять раз — в 1976, 1979, 1983, 1989 и 1991 годах.

В начальных титрах есть «ляп» — в слове «исключительно» пропущена буква Л.