La course poursuite en hors-bord tournée sur la côte de Pendik en Turquie. L'équipe du film dut faire face à bien des contretemps : les hors-bords calaient sans arrêt car les assistants avaient déversé du kérosène dans les réservoirs d'essence tandis que l'actrice Daniela Bianchi (Tatiana) souffrait du mal de mer. En moyenne, l'équipe obtenait 30 secondes d'images utilisables sur une journée de 13 heures. Ces difficultés obligèrent le réalisateur Terence Young à quitter Pendik. La fin de la course-poursuite fut donc tournée quelques semaines plus tard sur les côtes écossaises. Là, les cascades en bateau furent coordonnées par Peter Twiss, un ancien pilote de la Royal Air Force, qui fut le premier Britannique à dépasser le mur du son.

Pendant le tournage, les médecins diagnostiquèrent un cancer à l'acteur mexicain Pedro Armendariz (qui joue le rôle de Ali Kerim Bey, l'agent du MI6 en poste à Istanbul). Malgré une santé de plus en plus précaire et au prix d'un aménagement du calendrier de travail, il alla au bout du tournage mais se donna la mort dans sa chambre d'hôpital de Los Angeles quelques semaines seulement avant la sortie du film. Son fils Pedro Armendáriz Jr. apparaît dans le James Bond Permis de tuer de 1989.

Pour la rencontre entre Bond et Tatiana devant les caméras cachées du SPECTRE, Bianchi était vêtue de collants couleur chair et Bond d'une serviette de bain. Par considération pour son actrice, Terence Young demanda à toute l'équipe de quitter le plateau, ne gardant avec lui que le personnel essentiel.