Cybulski, ze względu na nieszczególnie aktorski charakter swego wzroku, dokonał kolejnego brawurowego wyboru: mimo protestów Wajdy zagrał w czarnych okularach. Wacław Zastrzeżyński otrzymał rolę Szczuki, natomiast Krystynę – mimo początkowych wątpliwości reżysera – zagrała Ewa Krzyżewska. Rolę Andrzeja powierzono Adamowi Pawlikowskiemu, natomiast Drewnowskiego – Bogumiłowi Kobieli.
Realizacja mały|Andrzej Wajda, reżyser filmu (1963) Zdjęcia do Popiołu i diamentu rozpoczęto formalnie 4 marca 1958 roku i zakończono 7 czerwca. W łącznym rozrachunku odbyło się 60 dni zdjęciowych. Krzysztof Kornacki wskazuje jednak, że pierwszy dzień zdjęciowy faktycznie miał miejsce 6 marca. Zdjęcia rozpoczęto od prac w dwóch halach wrocławskiej wytwórni: dużej i małej. Realizowano je w marcu i kwietniu. Wnętrza plenerowe zostały sfilmowane na przełomie marca i kwietnia, natomiast pozostałą część czasu produkcji poświęcono na kręcenie scen w plenerze. To ostatnie sprawiało ekipie sporo problemu ze względu na niekorzystne warunki pogodowe. Sam format kadru, który twórcy wybrali, był przełomowy dla kina polskiego – miał proporcję 1:1,85, której nigdy wcześniej polscy reżyserzy nie wykorzystywali. Wśród kluczowych scen Popiołu i diamentu znajduje się ta, w której Maciek podpala kieliszki w barze; za Wajdą przypisywana jest ona Januszowi Morgensternowi.