В фильме в массовых сценах были заняты пятнадцать тысяч советских солдат, изображавших пехотные подразделения.
Род Стайгер перед съемками ходил в больницу, чтобы узнать, отчего бок может болеть так, как болел у легендарного полководца во время приступа, случившегося накануне битвы при Ватерлоо.
В 1967 году по инициативе Семена Буденного вновь был создан Одиннадцатый Отдельный Кавалерийский Гвардейский кинематографический полк. Солдаты, проходившие службу в рядах этого полка принимали участие в съемках батальных сцен. Они должны были уметь не только ездить верхом на лошади, но и вскакивать на нее на полном скаку, преодолевать препятствия, выполнять различные трюки. Естественно, больше сноровки во всем этом было у тех, кто до службы занимался в конноспортивных школах и был участником скачек.
Съемки фильма велись в основном на Украине, в Герцоговине, Чехословакии.
Форсирование реки Сены близ Парижа снималось на реке Чоп (Западная Украина), на одном из берегов которой были поставлены декорации, изображающие Париж.
В сцене «мертвое поле после боя Наполеона» лошадям вводили спирт и они лежали как трупы, везде раскладывалась вата, пропитанная красной краской, валялись манекены, изображающие погибших солдат.
Для автора фильма большое значение имело освещение и часто одну и ту же сцену снимали в несколько дублей, пока не получался именно тот, который устраивал главного режиссера.
Консультантом фильма был генерал армии Иван Евгеньевич Осликовский.
Часто между Бондарчуком и Осликовским происходили стычки из-за того, что, например, режиссеру захотелось снять сцену в два часа дня — освещение то, что надо, а лошади ни в какую — они уже знают, что в это время везут фураж и пока не поедят — шагу не ступят. Это раздражало Бондарчука, на что Осликовский страдальчески отвечал: «Людям, солдатам я прикажу, но как я животным-то прикажу?» Помимо этого каждый эскадрон сидел на лошадях определенной масти, так, например, первый эскадрон — каурые лошади, второй — в яблоках, третий — гнедые и т.д. И, в зависимости от изменения освещения, Бондарчук давал команду лошадям, какой масти нужно выступать в тот или иной определенный момент.
После съемок «Ватерлоо», которые длились три месяца, Кавалерийский полк снимался и в других фильмах, в том числе и в фильме « Бег » в роли черносотенцев.
В первый съемочный день в Риме на студии снимали сцену бала, который давала Герцогиня Ричмонская в честь военачальников союзных армий.
Почти все натурные съемки проходили на западе Украины.
На месте реальной битвы при Ватерлоо сейчас музей. Поэтому съемки самой битвы проводились возле села Нижнее Солотвино в Закарпатье, на том месте, которое было очень похоже по рельефу на реальное место сражения.
Места в Закарпатье были хорошо знакомы Сергею Бондарчуку по съемкам в 1967-68 годы фильма «Война и мир».