Авторы фильма уже на начальном этапе столкнулись с большими трудностями. Научный консультант профессор Владимир Чичеров резко раскритиковал литературный сценарий. Известный фольклорист отмечал, что сценарист, «идя наперекор былинам, раздувает любовные истории, которые для Ильи Муромца никак не характерны»14. Прежде всего недоумение историка вызвали такие сцены, как попытка самоубийства Добрыни, эпизод с ряжеными князем Владимиром и его женой Евпраксией15. При этом Чичеров с своем развернутом отзыве отметил лишь несколько положительных моментов: «удачное разрешение темы врага, нападающего на Русь», а также то, что «допущено некоторое отклонение от былинной характеристики князя Владимира, он сближен с летописным образом» 16.
Художественный совет Мосфильма также раскритиковал литературный сценарий. От Кочнева потребовали: «По возможности сократить линию внутренних распрей в княжестве … В разработке образов князя Владимира и Евпраксии следует в основном придерживаться исторической трактовки этих образов. Трактовка Владимира только в былинном плане привела в сценарий к тому, что этот крупнейший государственный деятель своего времени предстает перед нами как отрицательная фигура, как бессильный ограниченный правитель».17 Уже после окончания съемок худсовет вновь потребовал «пересмотреть образ Владимира, не делать его ничтожным хлюпиком»18. Руководителям советской киноиндустрии было очевидно: массовый зритель не увидит различий между князем Владимиром и его былинным отражением.
В роли Ильи Муромца в картине снялся Борис Андреев, сыгравший Сашу Свинцова в популярном фильме военных лет «Два бойца» (1943) и Алешу в эпохальной саге «Падение Берлина» (1949). В фильме Илья Муромец представал одновременно и идеальным народным героем, и невинной жертвой власти. Нельзя не отметить, что это был сверхактуальный сюжет на фоне десталинизации и разоблачения культа личности. Князь Владимир (Андрей Абрикосов), на конфликте с которым строилась значительная часть сюжета, очевидно проигрывал в сравнении с цельным образом богатыря19. Князь вел себя как капризный самодур, легко подчинялся воле других людей – предателя боярина или собственной жены.
По задумке авторов фильма в образах фильма читалось противостояние православной Руси и языческой степи. Илья Муромец призывал богатырей встать за веру святую, а злодей Мишаточка (актер Сергей Мартинсон) отправляет весть о том, что извел Илью Муромца в «перунов день» на месте языческого капища. Но эти линии были сокращены по требованию политической цензуры: в середине 1950-х в СССР начинается новая идеологическая кампания борьбы с религиозными суевериями. В фильме не видно характерной христианской символики: крестов, икон и т.п. Очевидно, время рассказов о Святой Руси еще не пришло20.
Односерийный фильм снимался в течение трех лет, что по меркам советского кинопроизводства было исключительным фактом. Сказались изначальные трудности с утверждением сценария, сложные комбинированные съемки. Птушко придумал изощренную бутафорию: дубовые пни, которые одной рукой поднимал Муромец, «бокал чеканного золота», который богатырь «по ходу действия раздавил, сжав его рукой»