Алексей Баталов не только исполнил одну из главных ролей в фильме «Три толстяка», но и полностью срежиссировал его. Единоутробный брат артиста Михаил Ольшевский помогал писать сценарий, а другой брат — Борис — сыграл в картине капитана Бонавентуру.
Во время подготовки к съемкам Баталов более полугода занимался в цирке. Он хотел овладеть мастерством канатоходцев, чтобы исполнить роль Тибула без дублера.
«Съемки дублеров в фильм не вошли.
Как только камера подбиралась ближе к растянутым над площадью Звезды канатам и лицо балансирующего над пропастью артиста можно было различить, в ту же секунду трюк терял всякий смысл», — рассказал писатель Евгений Рейн в книге «Юпитеры освещают сказку».
Съемки «Трех толстяков» проходили в Императорских конюшнях в Петергофе и старой части Таллина.