В основу фильма легли два произведения Ивана Бунина: одноимённое «Солнечный удар» и «Окаянные дни».

По словам Никиты Михалкова, он шёл к этому сценарию 37 лет и от руки переписывал произведения Ивана Бунина, чтобы понять, как они сделаны.

Съемки начались летом 2012 года в Гороховце Владимирской области и продолжились в Одессе.

Проблемой для съемочной группы стали сцены на колесном пароходе, поскольку оказалось, что на территории России не осталось ни одного подобного судна. В итоге пароход нашелся в Швейцарии, где и пришлось снимать эти эпизоды.

Фильм был выдвинут от России на премию «Оскар» в категории «Лучший фильм на иностранном языке», но не попал в номинанты.

Натурные съёмки начались в середине 2012 года и проводились в Павлове-на-Оке, Гороховце и Одессе.

Съёмки сцен на пароходе проходили в Швейцарии, на Женевском озере. Только здесь удалось найти действующие колёсные пароходы, которые были необходимы для съёмок и воссоздания оживлённого пароходного движения, существовавшего в России в начале XX века. Павильонные съёмки велись на киностудии «Мосфильм». В одном из павильонов был построен трюм баржи, где снимались финальные сцены картины с главным героем и массовкой около 450 человек.

Песня «Не для меня» исполнена самим Михалковым с Государственным академическим Кубанским казачим хором под руководством Анатолия Арефьева.

В холле парохода незнакомка исполняет за роялем арию Далилы из оперы Камиля Сен-Санса «Самсон и Далила» (Samson et Dalila). Эту же мелодию герои насвистывают по дороге от пристани в гостиницу.