Основные съемки проходили в Москве, Таллине и Одессе. Эпизоды на теплоходе «Глория» снимались на лайнере «Грузия», его капитан даже сыграл роль капитана теплохода. Парижские улицы снимали в Таллине, а эпизоды на Эйфелевой башне — на деревянном макете, построенном в деревне Гладышево. Парижский ресторан был создан в одном из павильонов «Мосфильма», там же снимали и музей с репродукциями картин, которые на самом деле находятся в разных музеях, — декорации достались «в наследство» от съемок фильмов «Возвращение «Святого Луки» и «Старики-разбойники».
В третьей части фильма отказался сниматься Буба Касторский — актёр Борис Сичкин: «Когда ко мне обратилась помощница режиссёра, сказав, что Кеосаян намерен снимать новый фильм про „неуловимых“, в котором Буба возродится, я, прочитав сценарий, посчитал его слабым. Она перефразировала мои слова на свой лад, и Кеосаяна они обидели…» Существует вторая версия, что режиссёр и актёр поругались из-за карточной игры, но как бы то ни было — вместе они не работали и больше не общались. Госкино отсутствие Касторского в фильме очень расстроило, они требовали вернуть популярный персонаж и даже усилить его присутствие, но даже это не смогло помирить Сичкина и Кеосаяна.
Во время съемок Михаилу Метёлкину, играющего Валерку, исполнилось 18 лет и над ним нависла угроза быть призванным в армию. Режиссёр Эдмонд Кеосаян решил срочно пристроить актёра в институт. Набор на актёрские курсы ВГИКа уже закончился, поэтому молодой человек поступал на экономический. Ситуация осложнялась тем, что он совершенно не знал математики, но Кеосаян посоветовал ему написать в билете побольше цифр, а остальное он берёт на себя… Режиссёр подкараулил члена экзаменационной комиссии в туалете, забрался в соседнюю кабинку и начал уговаривать того поставить «пятерку» одному из героев фильма «Неуловимые мстители», потому что очень надо, иначе сорвутся съемки. Застигнутый врасплох преподаватель согласился. Метёлкин не только поступил и успешно закончил, но даже работал потом по специальности — был директором киногруппы.
Вышедшая в прокат «Корона Российской империи…» собрала ехидные отзывы критики. Кто-то обвинял режиссёра, что он превратил «неуловимых» в юных детективов, кто-то говорил, что «пропала революционная романтика», кто-то обзывал сюжет «уголовщиной» и «пошлостью» с трюками «не связанными здравым смыслом и логикой». Несмотря на то, что зрители с удовольствием смотрели на повзрослевших полюбившихся героев, Кеосаян заявил, что больше никаких продолжений и никаких истернов!
Нигде не указывается точный год событий, которые разворачиваются в фильме, однако несколько моментов указывают на то, что на дворе стоял 1924 год. Именно когда был ажиотаж с коронацией — наследник дома Романовых, князь Кирилл Владимирович, из Парижа провозгласил себя Императором Всероссийским, не имея на то веских оснований. И в тот же год активизировались противники состоявшегося признания Францией СССР, такие как месье Дюк в исполнении Андрея Файта.
Большая императорская корона — главный символ власти российских монархов со времен Екатерины II. Музейную ценность съемочной группе, конечно, никто не отдал, поэтому сделали точную копию из стразов вместо бриллиантов. Настоящая корона украшена 4 936 бриллиантами, оправленными в серебро, 75 жемчужинами и редким камнем — красной шпинелью. Кстати, бриллианты с Большой императорской короны в 1919 году были проданы большевиками в Ирландию, и находились в Дублине до 1950 года, пока СССР не выкупил их обратно. Сейчас восстановленная корона хранится в Алмазном фонде.
