Нам кажется, что, если и в дальнейшем работа над фильмом будет протекать в таком же серьезном, творческом ключе, мы можем рассчитывать на отличные результаты съемок".
После съемок в Москве съемочная группа перебазировалась в Одессу, чтобы отснять там эпизоды в катакомбах, на теплоходе "Глория" (под это дело приспособили советский лайнер "Грузия", а его капитан Анатолий Гарагуля снялся в роли… капитана "Глории"). Съемки начались 29 мая.
Вспоминает В. Курдюкова: "В одном из эпизодов мне надо было болтаться на якоре под кораблем. Теплоход "Грузия" совершал круиз, но мы снимали во время стоянки. Представляете водичку в порту? Жутко, когда тебя опускают под корабль, да еще в этой грязной отвратительной воде! Но обиднее, что после десятка дублей нас все-таки решили снимать в открытом море. Вода была чистой. Но играть стало еще страшнее…"
Съемки в Одессе длились до 3 июля. Затем группа вновь перебазировалась в Москву, где возобновила павильонные съемки. Но, прежде чем они начались, Кеосаяну пришлось срочно пристраивать во ВГИК одного из "мстителей" Михаила Метелкина, которому исполнилось 18 лет, и над которым как дамоклов меч нависла угроза ближайшей осенью быть призванным в армию. Понятно, при таком исходе съемки фильма пришлось бы остановить. Чтобы этого избежать, Кеосаян и решил немедленно пристроить парня в институт.
Вспоминает М. Метелкин: "Набор на актерские курсы уже закончился, и поэтому я поступал на экономический факультет, где готовят организаторов производства, иначе говоря, директоров картин.
Поступал я очень интересно. Математики я практически не знал, и, когда мы шли на экзамен, Эдмонд Грегинович Кеосаян мне говорит: "Ты, главное, побольше цифр пиши". Я получил билет, понял, что в нем что-то для меня совершенно непостижимое, и написал очень много цифр. И вдруг случается чудо: преподаватель математики выходит в туалет. Кеосаян идет за ним. И когда тот зашел в кабинку, Эдмонд Грегинович залез наверх другой кабинки и сказал такую фразу: "Товарищ, у меня там поступает один из героев фильма "Неуловимые мстители", он ни хрена не знает, поставьте ему пятерку". А тот в таком положении находился, что делать просто нечего, и говорит: "Я все, что угодно сделаю, только уйдите отсюда". Потом он зашел в аудиторию, взял мой листок с цифрами, долго в него смотрел и говорит: "Какое оригинальное решение. Отлично". После этого Кеосаян отвез меня в "Арагви", и мы отметили мое поступление…"
После павильонных съемок предполагалось в середине августа снимать натуру в Москве, но не столичные пейзажи, а парижские. Под это дело предполагалось одну из центральных улиц столицы переоборудовать на время "под Париж". Однако Моссовет не разрешил этого сделать, поэтому пришлось искать другое место для съемок. В итоге остановились на Таллине. Съемки там начались 22 августа и продолжались до 12 сентября. Были сняты, в частности, эпизоды: Даньку сбивает автомобиль; Кудасов сбегает от Бурнаша и шустрого брюнета; погоня за Кудасовым по крышам и его ранение и др.
Кстати, и эпизоды на Эйфелевой башне снимали тоже не в Париже, а в деревне Гладышево. Там построили деревянный макет, и если внимательно смотреть фильм, то видно, что во время драки "мстителей" с людьми Дюка вся конструкция ходит ходуном.
В октябре продолжались съемки в павильоне "Мосфильма" — снимались эпизоды в "музее". Причем группе Кеосаяна повезло — строить декорации практически не потребовалось, поскольку объект "музей" достался им в наследство от съемочных групп фильмов "Возвращение "Святого Луки" и "Старики-разбойники". Отсняв павильон, Кеосаян вышел к руководству студии с просьбой разрешить ему расширить фильм до двух серий. Возражать никто против этого не стал.
В начале ноября группа отправилась еще в одну экспедицию. И вновь не туда, куда предполагалось до этого. Как мы помним, по плану значилась экспедиция в Новую Каховку, но тем летом там был объявлен карантин в связи с эпидемией холеры и киношникам пришлось уехать совсем в иные края — в Узбекистан, район города Чардара. Так в сценарии возникли новые эпизоды — с басмачами (с них начинается картина).
Съемки в пустыне начались 2 ноября и по плану должны были уместиться в две-три недели. Но продолжались они аж шесть недель — до 19 декабря. А виной всему была непогода. Из-за этого в одном ноябре группа набрала 18 дней простоев, а в декабре — 7.
Официально съемки фильма были завершены 24 декабря 1970 года. Однако смонтировать к этому времени удалось только первую серию. 30 декабря худсовет ЭТО посмотрел отснятый материал и вынес следующее заключение:
"По мнению ЭТО новый фильм свидетельствует о возросшем мастерстве его создателей. Автору и всему коллективу съемочной группы удалось создать яркое, интересное и увлекательное произведение на более сложном, по сравнению с предыдущими двумя картинами, материале.
В новом фильме герои борются с заговором против молодой Советской республики и если в предыдущих сериях герои сталкивались с врагом лицом к лицу, то в новом фильме им предстоит опознать их, а потом уже вести с ними борьбу. Поэтому и сюжет фильма стал гораздо сложнее и увлекательнее".
Одобрив материал, худсовет в то же время принял решение доснять некоторые эпизоды. Кеосаян эти рекомендации выполнил. 8 января 1971 года был доснят эпизод "Ротонда", 12 января — "кабинет ВЧК", 13 января "Эйфелева башня", 14 и 20 января — "кабинет ВЧК", 25 февраля — "каюта теплохода", 1 марта — "особняк Дюка". 19 марта 1971 года была принята вторая серия. Правда, с некоторыми поправками. Какими? Почитаем на этот счет документ, подписанный заместителем главного редактора сценарно-редакционной Коллегии управления художественной кинематографии В. Сытина и главного редактора-консультанта Е. Вахрушевой: