Картина имела большой успех, была лидером кинопроката в СССР в 1965 году. Её посмотрели 69,6 миллионов зрителей. В том же 1965 году на фестивале короткометражных фильмов в Кракове новелле «Наваждение» был присуждён главный приз — «Серебряный дракон Вавеля».
Сюжет фильма составлен из трёх новелл: «Напарник», «Наваждение» и «Операция „Ы“». Все три новеллы объединены фигурой главного героя — простоватого и неунывающего студента Шурика в исполнении Александра Демьяненко, приключения которого получили продолжение в фильме «Кавказская пленница, или Новые приключения Шурика». В «Операции „Ы“» также действует троица комических антигероев-жуликов — Трус, Балбес и Бывалый, впервые появившихся в короткометражных фильмах Л. Гайдая «Пёс Барбос и необычный кросс» и «Самогонщики».
Многие гэги были придуманы во время съёмок самими актёрами. Так, Юрий Никулин придумал сцену, где Шурик «ранит» его героя, Балбеса, рапирой и из его груди хлещет «кровь» — красное вино. Сцена с щёлкающим зубами скелетом была импровизацией Никулина.
На роль Верзилы Гайдай изначально пригласил Михаила Пуговкина, но после двухнедельного размышления тот предпочёл роль прораба на стройке, сославшись на неподходящие рост и комплекцию.
После фильмов «Пёс Барбос и необычный кросс» и «Самогонщики» Гайдай прекратил творческое сотрудничество с Никитой Богословским. С фильма «Операция „Ы“ и другие приключения Шурика» началась совместная работа с Александром Зацепиным (тогда ещё малоизвестным композитором). Впоследствии ни один известный фильм Леонида Гайдая не обходился без музыки и песен этого композитора.
