После того как Бабочкин стал Чапаевым, на роль Петьки был утвержден актер Яков Гудкин. На роль Анки-пулеметчицы Васильевы пригласили свою хорошую знакомую – актрису Варвару Мясникову, которая играла в двух предыдущих картинах братьев: «Спящей красавице» и «Личном деле». Еще один актер из «Васильевской обоймы» – Николай Симонов (он снимался в «Личном деле») – получил роль комвзвода Жихарева. На роль комиссара Фурманова был приглашен артист ленинградского ТЮЗа Борис Блинов, который до этого в кино не снимался. Среди других дебютантов выделю хорошо известного ныне Георгия Жженова, который сыграл эпизодическую роль ткача Тереши.
Из-за долгих поисков актеров и других проблем организационного плана подготовительный период затянулся. Поэтому начать съемки удалось только на исходе лета – в августе 1933 года. Для съемок натуры группа отправилась в Калинин, в стрелковую дивизию имени Ворошилова, солдаты которой должны были сниматься в массовых сценах. Жить киношников определили в военный лагерь, что их поначалу чрезвычайно обрадовало – жизнь на природе никому не была в тягость. Однако на этом череда приятных впечатлений закончилась. Буквально на третьи сутки съемок небо заволокло тучами и над местом съемок зарядили сплошные дожди. В итоге из 28 намеченных объектов за месяц съемок удалось отснять только несколько крохотных эпизодов и одну большую сцену – отъезд Фурманова. Устав ждать «у моря погоды», Васильевы решили отложить съемки натуры на следующее лето и свернули экспедицию.
Вернувшись в Ленинград, Васильевы на какое-то время законсервировали работу над «Чапаевым» и занялись другим проектом – кинооперой «Пиковая дама», став родоначальниками этого жанра в отечественном кино. А ближе к зиме они вновь вернулись к «Чапаеву». В декабре 34-го и январе 35-го были отсняты павильонные эпизоды на «Ленфильме». И вот здесь случилось то, чего никто, в общем-то, и не ждал. Оказалось, что вынужденный летний простой пошел только на пользу картине. В процессе работы в павильоне Васильевы взялись за кардинальную переделку сценария, перелопатив его чуть ли не наполовину. В итоге из режиссерского сценария в период съемок была изъята 21 сцена, а 11 сцен были созданы вновь. Но Васильевым этого показалось мало, и они перетрясли и актерский состав. Так, они заменили сразу двух актеров, игравших ключевые роли: на роль Петьки вместо опытного актера Якова Гудкина (на его счету было более десяти картин, в том числе «Катька – бумажный ранет», «Обломок империи», «Встречный» и др.) был приглашен 26-летний Леонид Кмит (это была его первая большая роль в кино), а роль предателя Верзилы от А. Перегожина перешла к Константину Назаренко.
После того как за зиму были отсняты все павильонные эпизоды, группа отправилась во вторую экспедицию на натуру в тот же Калинин. На календаре была середина весны. На этот раз поездка прошла как нельзя отлично: при минимуме простоев. Финал фильма – гибель Чапаева – снимали на Волге, хотя потом в народе будет ходить легенда, что съемки велись «в бурном Тереке», а то и на самом Урале. На самом деле место для съемок этого эпизода было выбрано на Волге. Но заканчивать картину сценой гибели главного героя Васильевы не хотели, понимая, что это выглядит слишком пессимистически. Поэтому ими были придуманы два разных финала, но с одинаковым – оптимистическим – уклоном. Первый выглядел следующим образом. По освобожденному Лбищенску маршируют войска красных, среди которых зритель видит и Анку с Петькой. Раненые, лежа на санитарной двуколке, они проезжают мимо восторженной толпы, и на их лица «ложатся» слова Чапаева: «Счастливые, говорю, вы с Петькой… Молодые… Вся жизнь впереди».
