«Основным принципом съемочной работы были неустанные поиски, использование в фильме непредусмотренного материала», — отмечал Григорий Александров. Так, например, необычный шторм на Черном море и огромные волны, разбивавшиеся о дамбу Графской пристани в Севастополе, не значились ни в сценарии Агаджановой-Шутко, ни в монтажных листах Эйзенштейна. Но, встретившись с этим необычайно эффектным природным явлением, оператор немедленно снял огромные волны, и они оказались первыми кадрами картины.
Сцена расстрела на Одесской лестнице в предварительных сценариях или монтажных листах не значилась. Однако о лестнице, как и о съемке инвалида, попадающего в разгон демонстрации, группа знала до поездки в Одессу. Анекдот о том, что якобы мысль о сцене на лестнице зародилась от прыгающих по ее ступеням вишневых косточек, которые режиссер сплевывал, стоя наверху под памятником Дюку, конечно же, вымысел.
Из воспоминаний Михаила Штрауха: «Еще до поездки в Ленинград мне было поручено собирать материал о революции 1905 года. Я усиленно бегал в Ленинскую библиотеку. Однажды я наткнулся во французском журнале "Иллюстрасьон" на интересный материал. На рисунке художником, очевидцем событий, был изображен расстрел на Одесской лестнице. Удивившись оперативности западной журналистики, я показал рисунок Эйзенштейну. Этот рисунок дал толчок воображению Сергея Михайловича. В его памяти жили страшные картины расправы с рижской демонстрацией 1905 года, свидетелем которой он был в детстве. Отголоском этих воспоминаний, несомненно, были финальные эпизоды "Стачки". Очевидно, найденный мной рисунок оживил вновь это сильнейшее детское впечатление. И первое, что мы сделали, приехав в Одессу, — даже не позавтракав, побежали на знаменитую лестницу! Тут-то и надо быть Эйзенштейном, обладать его хваткой, его творческой энергией, чтобы суметь сочинить "на ходу" целую часть, ставшую центром картины. Он на неделю засел в гостинице и писал монтажные листы новых эпизодов. Параллельно шла организация съемок».
Эпизод «Лестница», драматическая вершина трагедии, настолько потрясает, что он был включен как истинное историческое событие в путеводитель по СССР в 1928 году и в одно американское исследование, посвященное этому мятежу. В действительности резня происходила не днем (как в этом волнующем кадре), а ночью, на улицах и в пригородах, расположенных далеко от этого места. Эйзенштейн рассматривал эпизод «Лестница» как синтез всех событий 1905 года, ознаменовавшихся жестокими репрессиями. Об этом он писал в 1939 году: «Сцена на лестнице вобрала в себя и бакинскую бойню, и Девятое января, когда так же, "доверчивой толпой" народ радуется весеннему воздуху свободы пятого года и когда эти порывы так же беспощадно давит сапогами реакция, как зверски подожгла Томский театр во время митинга разнузданная черная сотня погромщиков».
В Одессе Тиссэ работал не с одним объективом, а с целым набором. В те времена такая практика была редкостью. Благодаря телеобъективу можно было снимать на лестнице общие планы, при этом камера не отвлекала участников массовок.
Эйзенштейн и Тиссэ одними из первых в Советском Союзе применили на натурных съемках зеркальные отражатели для моделирования изображения. Эффект отражения особенно ярко был использован в эпизоде, где мать поднимается по лестнице, неся на руках убитого ребенка. Она идет в тени, но прямоугольный свет (отражение солнца в большом зеркале) сопровождает ее шаги…
В эпизоде с матерью и детской коляской Эйзенштейн предусмотрел трэвеллинг. Одесская студия не имела специальной операторской тележки, и приходилось импровизировать с небольшой вагонеткой, передвигая ее по деревянным рельсам. Применение трэвеллинга, собственно, и исчерпывалось этим эпизодом. Кадры с движением камеры коротки, но необыкновенно впечатляющи.
Эйзенштейном было найдено множество решений, приемов, обогативших язык кинематографа. По утверждению киноведов, это и замена пространных характеристик точными деталями, такими, как пенсне судового врача, крест священника. Это и включение в ткань повествования поэтических метафор, яркий пример — «восставшие львы».
Сюжет этого короткого эпизода со львами соответствует истории: «Потемкин» действительно дал пять орудийных залпов (из них три холостых) по зданию одесской Оперы, в котором заседал военный трибунал, созданный для того, чтобы судить лиц, арестованных во время демонстрации в ночь перед торжественными похоронами Вакуленчука.
В эскизе говорилось о пантерах, тянущих колесницу. Они превратились в львов. Произошло это после экскурсии Эйзенштейна и Тиссэ во дворец, расположенный в Алупке (Крым). Возможно, мысль о замене появилась у Эйзенштейна не случайно. Эти статуи были созданы итальянским скульптором на тему «пробуждение льва». Они довольно широко известны и значатся в путеводителях. Тиссэ с большим трудом снял три плана львов, так как смотритель дворца запрещал вести любую съемку.
И когда после ответного залпа броненосца по генеральскому штабу поднялись, вскочили каменные львы, эта знаменитая кинометафора выразила накал чувств — камни взревели!
Широко известна история с туманами, которые создали образ своеобразного реквиема на смерть Вакуленчука и прощания с ним. В тог день была назначена совсем другая съемка. В гостинице «Лондонская», где обосновалась группа, жили и другие киноэкспедиции, но никто не выехал в тот день на работу, ибо густой туман окутал порт. Только Александров, Эйзенштейн, Тиссэ решили посмотреть, как выглядят море и порт в туман. «Захватив с собой съемочный аппарат, наняли небольшую лодочку с веслами и пустились в "плавание", — рассказывал Александров. — Вначале туман был таким густым, что и в трех шагах ничего не было видно. Но вот лучи невидимого солнца ослабили его пелену. На воде появились блики, а затем и очертания кораблей, стоящих в порту. Мы настроили съемочный аппарат и, не веря в удачную экспозицию, стали снимать кадр за кадром. Туман то густел, то становился слабее, и мы до самого заката солнца выжидали эти мимолетные моменты для съемки».
Как шутили кинематографисты, во всей картине это была самая дешевая съемка: на прокат лодки для поездки по бухте было уплачено всего 3 рубля 50 копеек.
Теперь об актерах. По словам Эйзенштейна, «почти все участники фильма безвестны и безыменны, не считая Вакуленчука — актера Антонова, Гиляровского — режиссера Григория Александрова, Голикова — покойного режиссера Барского да боцмана Левченко, чей свисток так помогал нам в работе».
Вероятно, Эйзенштейн пригласил на роль старой учительницы в пенсне в эпизоде расстрела на лестнице актрису Театра Пролеткульта Н. Полтавцеву, а на роль матери, идущей навстречу шеренгам стреляющих солдат с маленьким мертвым сыном на руках, — актрису Прокопенко. Но все остальные исполнители были либо советскими военными моряками, либо жителями Одессы и Севастополя. Многих нашел и отобрал Максим Штраух. Роль маленького врача с бородкой, заявившего, что мясо с кишащими на нем червями пригодно для приготовления борща, сыграл водитель, работавший в гостинице «Лондонская», а седобородого попа — садовник из фруктового сада, расположенного в пригороде Севастополя. «Существует легенда, что попа в картине играл я сам, — писал Эйзенштейн. — Это неправда. Попа играл старик-садовник из каких-то фруктовых садов в окрестностях Севастополя. Играл он его в натуральной белой бороде, лишь слегка зачесанной в бока, и в густобелом парике. А легенда пошла от фотографии "рабочего момента", где мне приклеивают бороду под копной его парика, торчащего из рясы, в которой он снимался. А гримировали меня для того, чтобы я мог его дублировать: почтенному старцу надо было падать с лестницы. Съемка со спины. И я не мог отказать себе в удовольствии "собственноручно" проделать этот каскад!»
Большинство трюков в картине делали Г. Александров и А. Левшин. В «Броненосце "Потемкин"» есть сцена, где взбунтовавшиеся матросы выбрасывают за борт офицеров. Эту сцену снимали в Севастополе в декабре. Актеры, исполнители ролей, «купаться» отказались. Александров и Левшин прыгали в воду за всех офицеров. Каждый раз трюкачей переодевали, приклеивали разные бороды и усы и бросали за борт. Эйзенштейн был настроен оптимистично и уверял, что с его помощниками ничего не случится. И оказался прав. Александров и Левшин даже не простудились…
Второй акт фильма — «Драма на Тендре» — тщательно воспроизводит исторические факты в том виде, как они были изложены в рассказе Матюшенко (вместе с Вакуленчуком он был организатором мятежа), с той разницей, что второй помощник капитана Гиляровский убил Вакуленчука на полуюте, а не на рее. Было и серьезное отклонение от факта, связанное с брезентом, которым накрыли матросов, приговоренных к расстрелу.
Сцена с матросами, покрытыми брезентом, была… чистой выдумкой режиссуры! Консультант и эксперт по флотским делам, бывший морской офицер (игравший, кстати сказать, в картине Матюшенко), категорически возражал против того, чтобы покрыть матросов брезентом. «Нас засмеют!.. — возмущался он. — Так никогда не делали!» При расстреле на палубу действительно выносили брезент. Но он расстилался под ногами обреченных с тем, чтобы кровь их не запятнала палубы…
Но Эйзенштейн велел вести сцену в том именно виде, в каком она и сейчас в картине. В дальнейшем именно эта деталь, как бы отрезающая изолированную группу восставших от жизни, оказалась одной из наиболее сильных в «Броненосце». Образ гигантски развернутой повязки, надетой на глаза осужденных, образ гигантского савана, накинутого на группу живых, оказался достаточно эмоционально убедительным, чтобы в нем утонула техническая «неточность», к тому же известная очень небольшому кругу знатоков и специалистов. Брезент произвел столь сильное впечатление, что перекочевал из фильма в исторические исследования мятежа на «Потемкине».