Гайдай случайно прочитал в газете историю о том, что влюбленный джигит похитил девушку. Так родилась идея сценария.
Во время съемок распалось «звездное трио» из Вицина, Моргунова и Никулина. Моргунов заболел «звездной болезнью», поэтому Гайдай заменил его на дублера в последних сценах фильма, где герой Моргунова снят со спины.
«Пленница» Натальи Варлей говорит голосом Надежды Румянцевой.
По заданию режиссера актеры во время съемок придумывали смешные трюки. Гайдай создал «золотой фонд» из шампанского, и автора удачной шутки награждал бутылкой.
Фильм запретила цензура, и он бы так и не вышел на экраны, если бы случайно его не посмотрел Леонид Ильич Брежнев. Руководителю страны понравилось, и он дал добро на показ.
Фильм снимался в Крыму, а не на Кавказе.
«Кавказская пленница» занимает 4-е место среди отечественных фильмов за всю историю советского кинопроката.
Первоначально в «Песенке о медведях» были такие слова: «Где-то на белой льдине, там, где всегда мороз, чешут медведи спины о земную ось». Однако худсовета возмутился: «У них что, Блохи?!». Поэтому текст спешно переписали, и зрителям известен другой вариант «Где-то на белом свете,... Трутся спиной медведи...».
Для того, чтобы выбрать актрису на роль Нины, провели более 500 фотопроб. В итоге роль получила Наталья Варлей.