Зйомки проходили з квітня по листопад 1968 року в Сочі, Адлері, Туапсі, Гжатську, Павлівській Слободі, на натурних об'єктах Москви та в павільйонах «Мосфільму». «Закордонні сцени» знімалися у Баку.
«Діамантова рука» не стала винятком, місто Чорноморськ, в якому живе зі своєю родиною Семен Семенович Горбунков, не існує насправді, його знімали в Криму. Та сама Дубрівка теж є плодом фантазії сценаристів – шосе, яким їдуть герої, насправді знаходиться в Сочи.
Зйомки проходили в житловому кварталі Ічері-Шехер, у кадр потрапили практично всі туристичні місця – Дівоча вежа, палац Ширваншахов, Джума-мечеть та багато інших.