Узнав о съемках картины «Утомленные солнцем», Ингеборга Дапкунайте сама нашла Михалкова и предложила себя на роль Маруси. Тогда режиссер даже не подозревал о существовании такой актрисы, более того, он уже наметил на роль Елену Яковлеву. Решающей оказалась улыбка Дапкунайте: увидев ее, Михалков уже не сомневался, кто будет сниматься в его картине.
------
Съемки «Утомленных солнцем» затянулись. Уже наступила осень, а по сюжету действие происходит жарким летним днем. Чтобы выйти из положения, Михалкову пришлось заказать тысячи искусственных ярко-зеленых листьев, которые были тщательным образом прикреплены к уже оголившимся ветвям деревьев.
------
Во время съемок «Утомленных солнцем» Наде Михалковой было всего 7 лет. Она очень ответственно относилась к работе. Когда шла начальная сцена, где вся семья парится в бане, Надя до последнего скрывала, что ей очень жарко (так волновалась, что ее не будут снимать). И только после слов «Снято!» маленькая девочка не выдержала и упала в обморок.
------
Песня «Утомлённое солнце», исполняемая П. Михайловым в фильме, действие которого происходит в 1936 году, была записана певцом в 1937-м. Текст отличался от звучащего в фильме.
------
По телевидению фильм был впервые показан 21 октября 1995 года — в 50-летний юбилей Никиты Михалкова.
------
Дача, где проходили съемки, принадлежала экс-мэру Нижнего Новгорода Дмитрию Беднякову. И даже большая часть предметов интерьера — собственность хозяина дома.
------
В 1994 году фильм был удостоен Государственной премии Российской Федерации.
------
По мотивам ленты британский драматург Питер Флэннери написал одноимённую пьесу, по которой в 2009 году, на сцене лондонского Королевского Национального театра, был поставлен спектакль с Киараном Хайндсом в роли Котова и Рори Кинниром в роли Мити.
------
Исполнитель роли сотрудника НКВД Владимир Рябов в реальной жизни является уголовником-рецидивистом. В 2004 году его приговорили к 21 году в колонии строгого режима за убийство. В следующих частях фильма его роль исполнил Сергей Бачурский.
------
За роялем Митя поет отрывок из арии «Recitar/Vesti la giubba» (Пора выступать! Пора надеть костюм!) из оперы «Паяцы».

Автомобиль на котором приехали НКВДшники за Котовым это американский Packard Six 1937 модельного года, поэтому в 1936 году, конечно, никак не мог быть. Но автомобили этой марки в предвоенном СССР были, к тому же это была любимая автомобильная марка Сталина.