Сценарий Валентина Черных «Дважды солгавшая» в конце семидесятых выиграл в конкурсе специальных сценариев про Москву. В результате снятая по нему кинокартина получила ошеломительный успех. Режиссером стал Владимир Меньшов, который в то время был достаточно малоизвестным.
Вначале он отнесся к рассказу про трех подруг, приехавших покорять Москву, не очень серьезно, однако его сильно зацепил один сценарный ход.
Задумка с главной героиней, которая засыпает, а просыпается спустя двадцать лет очень заинтересовала Меньшова.
По словам артистки Раисы Рязановой, которая сыграла Тосю, в то время знаменитые актеры поголовно недооценивали картину и не желали брать роли.
С ролью персонажа по имени Гоша оказалось еще сложнее, так как никто из советских актеров не мог успешно пройти пробы. Как-то раз режиссер фильма заметил Алексея Баталова в кинокартине под названием «Дорогой мой человек». Его-то Меньшов и приглядел на роль странного мужчины Гоши. Однако совершенно не смотрелись вместе с Натальей Сайко.
Поэтому режиссер киноленты начал искать другую актрису на роль Катерины. Ею стала Вера Алентова, супруга Меньшова.
Некоторые сложности были и с Натальей Вавиловой, родители которой очень противились ее желанию сниматься в советском кино. Потому Владимиру Меньшову пришлось вместе с Баталовым поехать к ним, дабы таким образом уговорить отпустить Наталью на съемки своего фильма.
Стоит отметить, что изначальный сценарий киноленты много раз исправляли. К примеру, историю хоккеиста Гурина дописывали прямо на съемках. Из-за достаточно маленького бюджета почти весь фильм был снят в столице, кроме сцены с пикником, которую снимали в специальной усадьбе Архангельское.
Проблемы были и в момент съемок фильма. Так, сцену с воблой снимали в доме, который перед этим расселили под снос. В доме осталось лишь пара пожилых женщин, которых и сняли в массовке. Из-за того, что там не было отопления, в комнатах было крайне холодно, а актеры одеты были легко. Алексей Баталов сидел в тапках на голую ногу, однако при этом не подавал виду.
«Москва слезам не верит» несмотря на все сложности и проблемы был отснят и получил невероятный ажиотаж.