Для создания изображения планеты Ша Ка Ри использовалась увеличенная фотография клешни лангуста.
Продюсер фильма Хэрв Беннетт исполнил роль командующего Звездным флотом.
Готовясь к роли, Уильям Шетнер ежедневно занимался гимнастикой и накачкой мышечной массы. Из-за этого, да ещё из-за необходимости выполнять режиссёрские обязанности, ему приходилось каждый день вставать в 4 часа утра.
Во время съёмок на натуре в роли солдат армии Сайбока, напавших на планету Нимбус III, снимались местные жители. По финансовым соображениям и вследствие недостаточного количества актёров массовки одних актёров приходилось снимать по несколько раз – разными планами и с разных ракурсов.
Во время одной из рабочих встреч сценарист Дэвид Локери в шутку предложил сделать из Ухуры исполнительницу эротических танцев в одной из сцен фильма. К его немалому удивлению, за эту идею немедленно ухватились.
Режиссёрская версия Уильяма Шетнера шла чуть больше двух часов, что, по мнению компании Paramount Pictures, было чересчур долго. Там настаивали на продолжительности фильма в 1 час 45 минут, что позволило бы удвоить количество показов в кинотеатрах. Невзирая на утверждения Шетнера, что вырезать уже ничего просто невозможно, задачу урезать фильм до необходимой продолжительности поставили продюсеру Харви Беннетту (1930-2015). То, как он к выполнению задачи приступил, повергло Шетнера в ужас, и Шетнер с Беннеттом потом долго на эту тему ругались.
Вначале предполагалось, что герои в исполнении Леонарда Нимоя (1931-2015) и ДеФореста Келли (1920-1999) объединятся с Сайбоком, но Нимой с Келли стали возражать, утверждая, что их персонажи никогда не предадут капитана Кирка. Сценарист и автор всей вселенной «Звёздного пути» Джин Роденберри (1921-1991) с этим доводом согласился.
По словам Джорджа Такея, он поначалу отказался было от участия в съёмках, т.к. не хотел сниматься у Уильяма Шетнера, отношения с которым у него всегда были натянутыми, но Шетнер всё же уговорил его сыграть Сулу.
Сцену, в которой Спок разговаривает с капитаном Кирком, когда тот взбирается на вершину горы Эль-Капитан в Калифорнии (скальная поверхность видна прямо за Кирком), снимали на парковке, с которой открывался чудесный вид на долину.
Изначально подъём капитана Кирка на Эль-Капитан должен был стать частью общего плана галактики Млечного пути, переходящего в показ Солнечной системы и, наконец, гор в Йосемитском национальном парке. Это, однако, оказалось слишком дорогой в осуществлении задумкой, но идею впоследствии использовали в начале фантастического боевика Джонатана Фрейкса «Звёздный путь: Первый контакт» (1996).
По словам Джорджа Такея, самым сложным в работе над этим фильмом было научиться верховой езде.
Поначалу роль Сайбока предлагали Шону Коннери (1930-2020).
Роль исполнительницы экзотических танцев сыграла Линда Фетерс. На экране она присутствовала чуть больше 53 секунд, а наложение грима заняло порядка 6 часов. Грим покрывал практически всё её тело, на руках и ногах были накладные когти, ещё присутствовали парик, пристёгивающийся хвост, накладные ягодицы, контактные линзы (в которых глаза выглядели кошачьими) и маска, полностью закрывавшая лицо.
По окончании съёмок потребовалось ещё шесть недель, чтобы довести до ума спецэффекты, применённые в финале фильма. По завершении всё показали Уильяму Шетнеру, но качество спецэффектов его разочаровало. Шетнер и Беннетт обратились на студию с просьбой профинансировать пересъёмку финала, однако там на просьбу ответили отказом.
