鳥羽ロケでは、海上保安庁の「こうづ」「こたか」「愛知丸」の巡視船が撮影に協力している。この五ヶ所湾でのロケでは、海中撮影のために本職のサルベージ会社が協力したが、同社の係員が送気ポンプの操作を誤った結果、水中撮影中だったカメラマンの逢沢譲が窒息しかけるアクシデントが起こった。また、真夏の海上ロケでは、巡視船の甲板にて上半身裸で撮影に臨んでいた本多が日焼けしすぎた結果、背中に水ぶくれができてしまい、後年まで痕が残った。
劇中、テレビ塔でゴジラの実況中継をするアナウンサー役の橘正晃は、汗に濡れた顔の表現をするために自らの発案でオリーブ・オイルを顔に塗り、目の前で火をたいて演技している。
「平和の祈り」の合唱は桐朋女子中学校・高等学校の生徒が歌唱し、撮影も同校の大講堂で行われた。ラジオで合唱を聞く民衆のシーンは、東宝撮影所近くにある世田谷区立砧小学校で撮影された。
美術・造形.
ミニチュア類.
従来の特撮映画では、特撮は本編の下請けという扱いであったが、本作品では監督の本多は自身に特撮はできないとして、円谷にすべて任せていた。また、人物の撮影でも、ゴジラの動きなど把握する必要がある場面では、本多からの依頼で特撮班が務めることもあった。
市街地のミニチュアがほぼ完成したころ、円谷が「生活感情を出してほしい」と要望したため、カメラマンの有川の発案で糸ヒューズを使って都電や電信柱の電線を張り巡らせることとなった。すでにスタッフは手一杯だったので有川ら撮影班が作業に駆り出されたが、撮影に入ると照明の熱でヒューズ線が伸びてしまい、張り替えの連続だったという。そのうちにスタッフは要領を覚え、カメラに映る範囲にのみ電線を張っていたところ、円谷は「俺が欲しいのは画面の外だ」と激怒した。
ゴジラの壊す日本劇場のミニチュアには、スタッフのお遊びで、『美女とゴジラ』と題した映画看板がかけられている。銀座和光ビルの時計塔は本番でうまく壊れなかったため、作り直して再撮影を行っている。勝鬨橋のセットは、本物の図面を入手していたものの、そのままでは鉄骨が複雑であったため、入江により簡略化した図面が描き起こされた。松坂屋のシーンでは、手前に合成するための雪印乳業のネオンサインがマットアートで用意されていたが、位置が合わず不採用となった。