«Служебный роман» снят по пьесе «Сослуживцы», написанной Эльдаром Рязановым и Эмилем Брагинским всего за месяц.

Картина на стене в квартире Людмилы Прокофьевны — работа итальянского художника Амедео Модильяни «Девушка в матроске» (Girl in a Sailor`s Blouse).

На роль общественницы Шурочки рассматривались Римма Маркова и Нина Агапова, но Людмила Иванова, которая была председателем месткома в «Современнике», была убедительнее других.

На роль Людмилы Прокофьевны Калугиной режиссер сразу же определил Алису Фрейндлих. Наверное, это был первый случай в отечественном кино, когда Эльдару Рязанову без кинопроб и утверждений через худсовет разрешили снимать тех актеров, каких он хотел.

Олег Басилашвили видел исключительно себя в роли Новосельцева и всячески пытался доказать это Эльдару Рязанову. Роль же Юрия Григорьевича Самохвалова актеру не очень нравилась, но уже в процессе работы он признал, что Рязанов верно распределил роли.

В пьесе секретарша Вера — молодая длинноногая красавица. Но когда Эльдар Рязанов и Эмиль Брагинский писали сценарий для фильма, то Верочку они изменили под Лию Ахеджакову. Актриса не была длинноногой красоткой, поэтому ее героине досталось от секретарши из пьесы только то, что она слыла модницей.

Изначально Верочка была представлена как замужняя дама и на роль супруга приглашали Михаила Светина. Но в последний момент от этой идеи решили отказаться. Потом Лии Ахеджаковой «сватали» Александра Фатюшина. Его герой должен был постоянно выбирать между женой и мотоциклом, из-за чего супруги постоянно ссорились. Успели даже снять несколько сцен с Фатюшиным и Ахеджаковой, но актер неожиданно заболел и был вынужден лечь на операцию. Поэтому в картине осталось лишь несколько крохотных эпизодов с его участием, а Вере пришлось ругаться со своим мужем исключительно по телефону.

Эльдар Рязанов разрешил всем актерам импровизировать на площадке, «успокаивая» при этом, что все ненужное потом вырежет. В результате в фильм не вошла часть сцены, в которой появляется живой Бубликов. Зрители не увидели, как Шурочка бегает по институту и кричит, что не виновата и сама бы померла, только фамилия у нее другая. А «умерший» Бубликов идет на нее с кулаками. Перед съемками этой сцены Рязанов подговорил актрису, чтобы она при виде Бубликова закричала: «Ура, да здравствует живой товарищ Бубликов!» А ничего не подозревающий актер Петр Щербаков на крик своей партнерши тут же среагировал: «Товарищи, спасибо за все!»

Чтобы создать достоверный образ директорши-мымры, Эльдар Рязанов и Алиса Фрейндлих очень долго искали для главной героини подходящую одежду. В самых отдаленных уголках костюмерных «Мосфильма» они отыскивали мешковатые, непонятного цвета и размера юбки и пиджаки. Но все-таки для завершения образа не хватало какой-то детали. Как всегда, помог случай. Оператор картины Владимир Нахабцев на всякий случай принес старые очки своего отца. И когда Фрейндлих их надела, то стало понятно — Мымра готова появиться на площадке.

В фильме героиня Светланы Немоляевой Ольга Рыжова читала стихи Беллы Ахмадулиной «О мой застенчивый герой, ты ловко избежал позора». Они нигде не издавались, поэтому актриса несколько лет после выхода картины была вынуждена переписывать их от руки и отсылать своим поклонникам.

Эльдар Рязанов долгое время скрывал, кто автор текста к песне «У природы нет плохой погоды». Оказалось, что эти стихи написал сам режиссер.

«Служебный роман» был принят всеми чиновниками настолько положительно, что его тут же было решено выдвинуть на Государственную премию СССР. Однако почетную премию получили все, кроме исполнительницы главной роли Алисы Фрейндлих. Оказывается, по правилам того времени подобные награды нельзя было давать раньше, чем через два года после предыдущей. А у Фрейндлих уже была премия за театральную роль.

Занимает по посещаемости 19-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Лучший фильм по опросу журнала «Советский экран» в 1979 году.

Все внутренние помещения (включая кабинеты Калугиной, Самохвалова и зал заседаний) были построены в павильонах Мосфильма.

В сцене, где Верочка, прибегая на работу, сразу включает приемник («Московское время — 9:00»), она сначала в брюках, а после смены кадра уже в юбке.