新人監督であった橋本は製作の田中友幸には信用してもらえなかったといい、田中が現場で直接指揮することもあったという。特に沢口のシーンで撮り直しが指示されることが多かったが、橋本は撮り直してもあまり変わらなかったと述懐している。
首相役の小林桂樹が三原山火口に落下していくゴジラを見ながら涙を流すシーンがあるが、これは脚本に無く小林のアドリブである。涙を流さないカットも撮影されたが、監督の橋本はのちに情感に負けて涙を流すテイクを採用したことを反省したという。後年に出版された著作でこのシーンについて尋ねられた特技監督の中野昭慶は、「涙を流さない方が強かったと思う」とコメントしている。一方、林田役の夏木は、同シーンや林田が火口に落ちるゴジラを悲しげに見つめる様子などが、ゴジラが単なる悪役ではなく同情の気持ちが湧く同じ生き物であることを示しており、その情感が魅力であると述べている。
加藤茂雄が演じる船員の「潮が速い」というセリフは、漁師経験のある加藤が橋本から漁師らしい言い回しを相談され、提案したものである。
外国人エキストラの多くは俳優が本業ではないことから撮影に慣れておらず、長いカットでは集中できず短いカットバックを重ねる演出となった。ローゼンバーグ米特使役のウォルター・ニコルスは、大使館での実務経験があったことから起用されたが、撮影でわかりやすいオーバーな演技を求められても「大使はそんな喋り方はしない」と抵抗していたという。
原潜シーンでのロシア人役の外国人エキストラは全員アメリカ人であったため、ロシア語のセリフはローマ字で書かれた発音を覚えて演じていた。学生時代にロシア文学を専攻していた橋本は、不自然なロシア語になってしまっていると述懐している。
特撮.
特撮班では火口のミニチュアセットを望遠レンズで撮影していたが、本編班では実景の火口をワイドレンズで撮影していたため、それぞれのカットで火口の大きさが違って見えてしまっている。橋本は、田中からこの点について指摘されたといい、両班の連携の重要性を実感したという。
音楽.
本編BGMはすべて小六禮次郎が作曲。予告編では伊福部昭の曲が使われているが、本編では使用されていない。
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