Режиссёр Станислав Говорухин написал сценарий приключенческого боевика «Пираты XX века» по мотивам газетной заметки о нападении пиратов на итальянское судно. Команда корабля, перевозившего уран по Средиземному морю, погибла, а 200 тонн груза бесследно исчезли… Сам Говорухин был занят на съёмках фильма «Место встречи изменить нельзя», поэтому предложил снять «пиратский» фильм своему другу и соавтору Борису Дурову. Вместе они дописали сценарий, и Дуров отправился в Госкино — получать разрешение на съёмки.
В Госкино сразу запретили перевозить уран. Сценаристы начали думать, какой ещё дорогой и значимый для промышленности товар можно погрузить на корабль, и остановились на опиуме для фармацевтических компаний. В Госкино пытались запретить и опиум за пропаганду наркотических средств, но режиссёр возмутился: «Тогда что надо везти кораблю? Пустые бланки партийных билетов?» Опиум отстояли, а действие из Средиземного моря перенесли подальше — на Филиппины.
«Пираты XX века» стал первым советским боевиком и первым советским фильмом, где показывались приёмы карате. Этот вид боевого искусства долгое время был под запретом, так как считался слишком травмоопасным, а его философия не соответствовала советской идеологии. Спортсмены тренировались в подпольных секциях, часто выдавая себя за легальных дзюдоистов, но этих секций было так много, что в конце концов Спорткомитет СССР издал приказ о формировании спортивной федерации, и в 1978 была создана Центральная школа карате. Благодаря этому карате в «Пиратах XX века» прошло цензуру, но количество зрелищных сцен пришлось сократить до минимума. Постановщиком боев был мастер восточных единоборств Тадеуш Касьянов, который играл в фильме боцмана Матвеича. В эпизодах снимались его ученики из Центральной школы карате — индийские, казахские и узбекские спортсмены.
Сыгравшего главную роль Николая Ерёменко режиссёр сначала даже пробовать не хотел — за актёром тянулся шлейф романтических героев, и Дуров не представлял его в боевике. На роль механика Сергея он хотел взять малоизвестного литовского актёра Костаса Марининаса, но для Ерёменко «Пираты XX века» были как раз шансом вырваться из лирического образа, который он не хотел упускать. Ерёменко убеждал режиссёра, что тут важна не столько актёрская, сколько спортивная подготовка, а плавает и дерётся он гораздо лучше. В качестве последнего аргумента актёр подошёл к Дурову и предложил пощупать бицепсы…
Вместе с Ерёменко снимался его друг и однокурсник Талгат Нигматулин, который был просто находкой для фильма — актёр серьёзно занимался карате, а его коронным номером были удары в прыжке, которые очень эффектно выглядели в кадре. После роли пирата Салеха Нигматулин моментально стал звездой, а в Узбекистане — почти что культовой фигурой. С ним заводили дружбу люди из партийной верхушки, цеховики и тёмные личности, которым был очень нужен человек с такой спортивной подготовкой, да ещё и знаменитый. Именно из-за интереса таких людей жизнь Талгата Нигматулина трагически оборвалась спустя шесть лет после премьеры.
Морской съёмочной площадкой стал порт Мариуполя (тогда ещё Жданова), а руководство Черноморского флота выделило для съёмок несколько кораблей. Главную роль исполнил сухогруз «Фатеж» — в фильме это советский корабль «Нежин», на котором происходит основное действие. По сюжету он гибнет в огне, но на самом деле судно не пострадало и потом ещё много лет служило в Севастополе. Пиратский корабль Mercury — это теплоход «Адмирал Лунин», который после съёмок продали в Грецию, где спустя двадцать лет его затопили, чтобы не тратиться на ремонт.
Остров туземцев снимали на восточном берегу Крыма, где выстроили бутафорскую деревню ловцов жемчуга. Раньше на этом месте был режимный военный городок, поэтому съёмочная площадка легко закрывалась от лишних глаз шлагбаумами и заборами. Высаживались советские моряки на «остров» в районе Карадага, а пиратский дозор при этом стоял в другом месте — на мысе Капчик. Эпизод с тонущим сухогрузом «Нежин» снимали в бассейне гостиницы «Ялта-Интурист» — там сделали декорации затопленных коридоров, по которым плавал Николай Ерёменко. Пожар на «Нежине» на самом деле кораблю не угрожал — горела всего лишь смола в поставленных на палубу тазах.
Для съёмок крымские декораторы сделали пять деревянных макетов донных мин. Съёмочная группа плыла к месту съёмок с «минами» на борту, когда начался шторм и один макет смыло волной. О происшествии было сразу доложено руководству Черноморского флота, которое чуть не снесло голову режиссёру — на стратегически важном участке с активным судоходством вдруг плавает «мина»! На её поиски отправилось несколько катеров, но муляж так и не нашёлся.
Талгат Нигматулин и Николай Ерёменко сразу сказали, что дублёры им не нужны и они все будут делать сами. Потом Ерёменко рассказывал, что полученные травмы сказывались ещё долго — целый день они с Талгатом швыряли друг друга на бетонный пол, и половина синяков с ссадинами у Сергея и Салеха были настоящими. А вот одну историю актёры придумали, чтобы придать фильму больше приключенческой романтики и героизма. Говорили, что когда Николай Ерёменко прыгал со скалы на пиратское судно, то промахнулся, упал в воду и чуть не попал под винт! На самом деле актёр и должен был падать в воду, на палубе он появлялся уже после монтажа — внизу его ждали водолазы, винты корабля не работали, а в скале вырубили нишу на случай, если судно притрётся бортом к камням…
Боевик «Пираты Х Х века» возглавил рейтинг самых кассовых фильмов за всю историю СССР! На захватывающую приключенческую историю с мужественными героями зрители ходили по несколько раз. Популярность карате достигла таких высот, что приёмы «как в кино» разучивали даже дети во дворах, а потом бежали записываться в секции. Удивительно, но самый кассовый фильм СССР не получил ни одной официальной награды, кроме почётного диплома на Всесоюзном кинофестивале в Душанбе… Чуть позже Станислав Говорухин написал сценарий продолжения истории команды «Нежина», но актёры идею не поддержали и отказались от съёмок. Тогда сценарий переписали под других героев и в 1986 году режиссёр Степан Пучинян снял по нему приключенческий фильм «Тайны мадам Вонг».
