Режиссёром фильма «Чемпионы: Быстрее. Выше. Сильнее» стал Артём Аксененко, известный по таким своим работам, как «Туман», «С новым годом, мамы!», «Мужчина с гарантией».

Евгений Пронин (исполнитель роли пловца Александра Попова) готовился к съёмкам 3 месяца у Алексея Зацепина, чемпиона России по комплексному плаванию, входившего в Олимпийскую сборную РФ. За период подготовки Евгений проплыл несколько десятков километров.

В ночь перед съёмками сцены с открытым бассейном (Крым, Евпатория) случился шторм, который сломал все декорации. Ветер в 6 утра был такой силы, что у берегов бассейна был прибой.

Для подводных съёмок пришлось изобрести и изготовить специальную технику, позволяющую камере в подводном боксе передвигаться с повышенной скоростью по дну и на поверхности так, чтобы плыть перед пловцом с Олимпийской скоростью.

Для полётов камеры над водой установили специальные рельсы, которые проложили вдоль всего бассейна так, чтобы стало возможным резко разогнать 1,5 тонный кран с камерой и потом резко его остановить.

Это первый российский фильм, который получил разрешение Международного Олимпийского Комитета на использование олимпийской символики.

Подиум и снаряды для съёмок Олимпийских соревнований по спортивной гимнастике для новеллы о Светлане Хоркиной везли в Москву из Пензы на трёх двадцатитонных фурах. Сборка велась под руководством конструктора и специалистов, следивших за соблюдение Олимпийских стандартов того времени.

Большинство трюков Кристина Асмус (исполнительница роли Светланы Хоркиной), занимавшаяся в юности гимнастикой, выполняла сама. Дублёром на особо сложных упражнениях выступали её младшая сестра Карина, до сих пор занимающаяся гимнастикой, и чемпионка Европы Дарья Скрыпник. Интересно, что у Светланы Хоркиной тоже есть младшая сестра — гимнастка.

Во время съёмок Сергей Бондарчук (исполнитель роли борца Александра Карелина) получил травму, после которой врачи попросили остановить съёмки из-за опасности разрыва связок. Сергей отказался и после обезболивающего укола продолжил съёмки.