Роль Нины сыграла молодая Наталья Варлей, для которой эта роль стала первой главной ролью в карьере. Режиссер фильма Леонид Гайдай, вспоминая о работе над фильмом, рассказывал, что до начала съемок Варлей не умела играть, но отмечал, что в ней был природный артистизм, «которому подвластно многое». Варлей самостоятельно выполняла все трюки, в том числе снялась и в сцене «купания», в которой ее изначально хотели заменить дублершей.
После того как одетая в костюм Нины дублерша едва не утонула, Гайдай вернулся к кандидатуре Натальи Варлей.