Далее события развивались следующим образом. 8 марта с авторами сценария был подписан договор, 21 марта — сценарий запущен в режиссерскую разработку, 24 мая — утвержден. После этого началось комплектование съемочной группы, строительство декораций, подбор актеров и т. д. Кстати, незадолго до этого к Гайдаю обратился Эльдар Рязанов с предложением взять у него постановку совместной советско-итальянской кинокомедии "Невероятные приключения итальянцев в России". Этот фильм должен был сниматься в жанре эксцентрики, чего Рязанов никогда раньше не делал. Гайдай же в этом деле был настоящий ас. Но Леонид Иович отказался от лестного предложения (в случае согласия ему светила поездка в Италию) и предпочел продолжить работу над "Иван Васильевичем…"

В качестве своих помощников в работе над фильмом Гайдай выбрал людей, с которыми работал еще над "12 стульями". Оператором взял Сергея Полуянова (вторым оператором был новичок в группе — Виталий Абрамов), художником Евгения Куманькова, звукооператором — Раису Маргачеву, композитором Александра Зацепина, директором — А. Ашкинази.

С актерами была похожая ситуация: Гайдай намеревался работать с теми, кого давно знал. Но планы пришлось подкорректировать. Например, на главную роль — царя Ивана Грозного и Бунши — он собирался пригласить Юрия Никулина. Однако у того был слишком плотный график гастролей в цирке и добиться разрешения у «Союзгосцирка», чтобы его освободили, так и не удалось. Гайдай очень сильно переживал по этому поводу, но поделать ничего не мог пришлось искать другого исполнителя. Им стал актер Театра имени Вахтангова Юрий Яковлев, с которым до этого Гайдай никогда еще не работал (он выиграл спор у Евгения Лебедева). На роль Жоржа Милославского было два главных претендента — уже знакомый Гайдаю Андрей Миронов и Леонид Куравлев, с которым режиссеру работать до этого не доводилось. В споре победил Куравлев. Другие актеры, ни разу до этого не снимавшиеся у Гайдая и успешно прошедшие пробы: Наталья Кустинская (пассия Якина), Нина Маслова (царица; она выиграла спор у Натальи Гундаревой), А. Подшивалов (лейтенант милиции Кольцов), Н. Гурзо (медсестра) и др.