• Готовясь к картине, Чулюкин пообещал своей жене Наталье Кустинской роль Тоси. Но одного его решения было мало. Кустинская серьёзно готовилась к пробам: чтобы соответствовать образу смешной девчонки, разрисовала лицо веснушками и изменила походку. После проб она с нетерпением ждала решения худсовета. Через некоторое время от знакомого она узнала, что картина уже снимается и в главной роли Румянцева. Дома был страшный скандал. Чулюкин оправдывался, что худсовет посчитал Кустинскую слишком красивой для образа Тоси. И в качестве примирения предложил ей роль Анфисы, но Кустинская отказалась.
• На роль Ильи первоначально пробовали Вячеслава Шалевича и Юрия Белова, но сверху пришло распоряжение: без всяких проб утвердить Рыбникова. Рыбникову роль очень нравилась и, чтобы выглядеть моложе, он специально похудел на 20 кг. Перед Шалевичем извинились, но он не обиделся, а даже похвалил Рыбникова, сказав, что похудение считает верхом героизма. Но даже несмотря на похудение актера, герой Рыбникова, парень лет 25, выглядит в фильме как зрелый мужчина.
• Героине Румянцевой по фильму 18 лет, а актрисе на момент съемок уже исполнилось 30.
• По задумке режиссёра на экране Илья выглядит значительно старше Тоси. На самом деле актёры Рыбников и Румянцева — одного года рождения (1930), мало того, Румянцева старше Рыбникова на 3 месяца.
• Особенно хорошо Рыбникову и Румянцевой удавались сцены, где их герои ссорятся, так как во время съемок они действительно были «на ножах». Рыбников не понимал, почему режиссёр так носится с этой «выскочкой».
• Рыбников непременно хотел, чтобы в фильме роль Анфисы играла его жена Алла Ларионова. Но на роль была утверждена Светлана Дружинина и Чулюкин менять актрису не стал. Из-за этого Рыбников всю съемку фильма общался с Дружининой с холодком.
• На роль проверяющего из района режиссёр пригласил без кинопроб своего давнишнего друга, однокурсника Владимира Гусева, но тот отказался.
• Посёлок лесорубов снимали в павильонах Мосфильма и на улице Мосфильмовской, где высадили около 300 деревьев и возвели декорации посёлка с вывеской «Леспромхоз». Натуру вначале начали снимать на Северном Урале в настоящем леспромхозе в Пермской области. Но снимать на тридцатиградусном морозе оказалось сложно и после снятия нескольких коротких сцен съёмочная группа остальное снимала также в леспромхозе в Оленинском районе Тверской области, а финал — в Ялте.
• При съёмках на Северном Урале Рыбников так вошёл в образ, что забылся и облизал алюминиевую ложку, когда Тося по сценарию приносит лесорубам обед. Ложка на сильном морозе моментально прилипла к губам. Съёмку пришлось остановить. Рыбников, не дожидаясь врачей, резко рванул ложку прямо с кожей.
• Инна Макарова (Надя) до сих пор плохо отзывается о фильме — ей очень не понравилось, что режиссёр вырезал финальный эпизод расставания Нади с меркантильным и прижимистым Ксан Ксанычем: Надя не любила его и осталась ждать настоящего чувства.
• Многие считают песню «Старый клён» народной. На самом деле её написали поэт Михаил Матусовский и композитор Александра Пахмутова.
• В конце 1990-х режиссёр Светлана Дружинина (Анфиса) в одном из интервью высказывала идею снять продолжение «Девчат», но дальше разговоров дело не дошло.
• В фильме исполнялась песня «Хорошие девчата» (тех же авторов, что и «Старый клён»), ставшая после премьеры очень популярной.
• Сцена с поездом снималась в Рязанской области в Спас-Клепиках (Перегон между Спас-Клепиками и Пилево). Действующая узкоколейная ЖД была близ Москвы в Рязанской области, где шел вал леса. Туда направилась съемочная бригада. Съёмки заняли 2 дня. Для съемок ничего не строили (только прибили одну табличку с наименованием станции. В фильме она не читается). В поезде использовались статисты — местные жители. По плану съёмки должны были проходить 1 день, но в день съёмок была плохая погода, съёмки перенесли на следующий день.
• Первый раз комедию показали в марте 1962 года в зале ЦДК. На премьеру пришли все, кроме Инны Макаровой. Она была обижена за то, что убрали финальную сцену её расставания с женихом. Картина сразу понравилась зрителям и даже критикам. Но высокое начальство посчитало, что комедия чересчур бытовая и мелковата для советского экрана, поэтому фильму была присвоена третья прокатная категория.
• За рубежом картина имела успех. Получила приз Эдинбургского кинофестиваля и приз кинофестиваля в Мар-дель-Плата. Зарубежные газеты называли Румянцеву «Чарли Чаплин в юбке», а итальянцы — «русской Джульеттой Мазиной».