Режиссер Владимир Меньшов хотел взять на главную роль в своей оскароносный фильм «Москва слезам не верит» Маргариту Терехову. Но перед актрисой встал трудный выбор: сыграть Миледи в картине «Д’Артаньян и три мушкетера» или провинциалку Катю Тихомирову в будущем шедевре Меньшова. И Терехова выбрала первый вариант.
На роль также рассматривались Ирина Купченко, Наталья Сайко и Валентина Теличкина. Купченко не понравился сценарий, Сайко плохо смотрелась в тандеме с Алексеем Баталовым, а Теличкина и вовсе казалась неубедительной в роли Кати.
Отчаявшись, режиссер предложил роль своей супруге, Вере Алентовой – и не прогадал. Правда, сама актриса признавалась, что работать с мужем было тяжело из-за требовательности режиссера. Алентова вспоминала, что лишь через много лет супруг сказал ей:
«Ты знаешь, ты очень хорошо играешь в этой картине».
