Съемки фильма проходили в Архангельске, в Музее-усадьбе «Кусково», а «цирковые» сцены — в декорациях. На картине было очень много музейного реквизита, начиная с мебели и заканчивая ложками-плошками, все — подлинные вещи того времени из запасников музеев. Снимали в подлинных избах, которые когда-то топились по-черному, но в ХХI веке пришлось нагревать воздух с помощью тепловых пушек, а потом уже приступать к съемкам.
«Тайна сибирской княжны» вполне могла бы так и остаться тайной за семью печатями, если бы не случай. Однажды режиссер Владимир Грамматиков искал литературную основу для сценария, а библиотекарь «Ленинки» предложила ему повесть Лидии Чарской «Сибирочка», запрещенную сразу после революции и хранившуюся на тот момент в закрытом фонде.