Фильм снимали в Германии, в ГДР. Реальный барон Мюнхгаузен жил в городе Боденвердер, располагавшемся на территории капиталистической ФРГ. Организовать съёмки на территории социалистической ГДР было намного проще, поэтому съёмочной площадкой стали улицы города Вернигероде.
В частности, в самой первой сцене кроме Янковского и Катина-Ярцева остальные охотники были немцы. Это заметно по немецкой артикуляции, не совпадающей с русским озвучиванием.
Олег Янковский случайно изменил суть текста, который его герой произнёс в финальной сцене. В сценарии знаменитая фраза барона Мюнхгаузена была такой: «Серьёзное лицо ещё не признак ума, все глупости на земле делаются именно с таким выражением лица». Но при озвучивании фильма Янковский оговорился, сказав: «Умное лицо ещё не признак ума». В таком виде фраза и осталась в фильме, несмотря на протесты автора сценария, Григория Горина.
Леонид Броневой был принят на роль без проб.
В 1990-е годы, когда цензура в кино почти отсутствовала, из первой серии фильма была изъята часть диалога пастора с Мюнхгаузеном. После слов Мюнхгаузена «Вы, служитель церкви, предлагаете мне жить во лжи?» теперь показывается, как пастор уезжает в бричке. А в ранней версии фильма диалог звучал так:
— Я читал … вашу книжку… Что за чушь вы там насочиняли, барон?!
— Я читал вашу — она не лучше.
— Какую?
— Библию.
Реально существовавший барон — Карл Фридрих Иероним фон Мюнхгаузен — был женат на лифляндской дворянке Якобине фон Дунтен. Они прожили вместе почти сорок пять лет. Детей у них не было. Овдовев, Мюнхгаузен женился на 17-летней Бернардине фон Брун, которая вела настолько легкомысленный образ жизни, что 75-летний Мюнхгаузен не признал дочь, которую она родила в браке с ним. После этого Мюнхгаузен затеял скандальный бракоразводный процесс, в результате которого он разорился, а жена бежала за границу.
Настоящий барон Мюнхгаузен с 1752 года и до самой смерти жил в Боденвердере, общаясь в основном лишь с соседями, которым рассказывал поразительные истории о своих охотничьих похождениях и приключениях в России. Такие рассказы проходили в охотничьем павильоне, который барон увешал головами диких зверей, известном как «Павильон лжи».
Историк Эрих Распе в 1786 году написал книгу, которая навсегда ввела барона в историю литературы. Книга называлась «Рассказы барона Мюнхгаузена о его чудесных путешествиях и кампаниях в России». Труд стал настолько популярен, что в Боденвердер стали стекаться зеваки — поглядеть на «барона-лжеца». Престарелому Мюнхгаузену пришлось ставить вокруг дома слуг, чтобы отгонять любопытных.