Основные сцены «Мачехи» снимали в деревне Зарудня Коломенского района. Жители деревни помогали съёмочной группе с реквизитом и играли эпизодические роли, а во время съёмок собирались толпой вокруг площадки — всем хотелось посмотреть на известную и эффектную Татьяну Доронину. Одной из девушек досталась даже роль со словами — она кричала героине Дорониной: «Включай скорее телевизор! Там Пал Егорыча показывают!». После премьеры девушка стала местной знаменитостью!
Надежда Федосова, сыгравшая маму Шуры, была известной театральной актрисой и поклонники не давали ей прохода, вынуждая всё время ходить в тёмных очках. В кино актриса впервые попала в 50 лет и сразу сыграла отрицательную героиню в фильме «А если это любовь?». С тех пор ей и доставались только отрицательные роли — режиссёры видели в Федосовой прекрасную «злобную старуху», а играла она с такой отдачей, что на экране её боялся собственный внук. И хотя актриса понимала, что её героини яркие и запоминающиеся — их характеры и отсутствие других предложений Федосову расстраивали…
Саша Далёкий, сыгравший сына Шуры — задиристого вредного мальчика, не испытывал трудностей с исполнением роли, так как сам был таким ребёнком. Татьяна Доронина вспоминала: «Делал очень много шума во время съемок. Но он таким и должен быть. Работать с детьми с учетом их непосредственности и неожиданности очень интересно». После «Мачехи» на Сашу обрушились предложения от разных режиссёров. Он снялся в нескольких фильмах, но карьере помешало то самое плохое поведение — из-за него он провалил пробы в детский фильм «Про Витю, про Машу и морскую пехоту» и было решено, что мальчику кинокарьера не подходит… После школы Далёкий поступил в авиационный институт на факультет космонавтики, но по профилю не работал — в 90-х ушел в коммерцию и занялся недвижимостью.
Падчерицу Свету сыграла юная Лена Костерева — это была её первая роль в кино. В том же году она вместе с Сашей Далёким пробовалась в фильм «Про Витю, про Машу и морскую пехоту», но, в отличие от своего юного коллеги, дисциплинированная девочка пробы прошла и снялась в небольшой роли. Потом было ещё несколько работ, ей прочили хорошее актёрское будущее, но начинающая актриса внезапно исчезла с экранов. Жизнь с кино она не связала, не общалась с коллегами по съёмочным площадкам, никогда не рассказывала ни о причинах, ни о своих ролях и вообще не выходила на связь с прессой.
Подругу героини Татьяны Дорониной сыграла бывшая аппаратчица Винницкого спиртзавода Тамара Совчи. Она упорно шла к своей цели стать актрисой, и после Львовского пищевого техникума и Киевского политехнического института неожиданно для всех поехала в Москву поступать во ВГИК. Поступила сразу же и с первого курса начала сниматься в кино, позже работала в Театре-студии киноактёра и была режиссёром закадрового озвучивания на телевидении.
Сыгравшая учительницу актриса Наталья Швец была студенткой театрального училища и снималась в перерывах между экзаменами, в тайне от преподавателей. Если бы они об этом узнали, у Натальи были бы большие проблемы — съёмки в кино были под запретом… Роль в «Мачехе» стала для актрисы судьбоносной и фактически определила её будущее — с 1986 года актриса занимается преподавательской деятельностью и даже разработала свою программу по творческому развитию детей. Наталья Швец защитила диссертацию и стала кандидатом педагогических наук. Преподавание актриса совмещает с работой в Малом театре.
Мелодрама «Мачеха» стала для Татьяны Дорониной по-настоящему триумфальной. Её посмотрели более 30 миллионов зрителей за первые месяцы проката, и фильм занял 18-ю строчку среди лидеров за всю историю советского проката. Доронина стала «Актрисой года» по версии журнала «Советский экран». За лучший женский образ актриса получила приз международного кинофестиваля в Тегеране, но на фестиваль её не отпустили и статуэтку получал другой человек. В результате до актрисы награда так и не дошла.
