Фильм снят по повести Бориса Бедного «Девчата», опубликованной в 1961 году, и впоследствии переведённой на 15 языков. Борис Бедный сам написал сценарий к фильму. Премьерный показ состоялся 7 марта 1962 года в Москве.
На роль Тоси пробовались полсотни актрис, в том числе Наталья Кустинская, Валентина Малявина и Екатерина Савинова. В итоге роль 18-ти летней Тоси отдали 30-ти летней Надежде Румянцевой. Они с Николаем Рыбниковым были ровесниками. По задумке режиссёра, Тося должна была выглядеть намного моложе Ильи. Задумка была вполне успешно реализована благодаря тому, что Надежда Румянцева выглядела моложе своих лет.
На роль Ильи был утверждён Владимир Трещалов, который обошёл на пробах Вячеслава Шалевича, Юрия Саранцева и Юрия Белова. Но пришло распоряжение снимать Николая Рыбникова, который только что сыграл в успешном фильме «Высота». Рыбников был в восторге от роли и даже похудел на 20 кг, чтобы выглядеть моложе.
Весь гардероб Тоси — находка Надежды Румянцевой. Она увидела его на знакомой девушке, воспитаннице детского дома. Поселок лесорубов снимали в павильонах Мосфильма и на улице Мосфильмовской. Для этого там высадили 300 деревьев и возвели декорации с вывеской «Леспромхоз».
Натурные съёмки начали на Среднем Урале, но из-за холодной погоды перенесли в Тверскую область, где для имитации снега брёвна укутывали ватой и посыпали нафталином. Финал сняли в Ялте. Тут актерам тоже было нелегко. В августе месяце им пришлось работать в тёплой зимней одежде под палящим солнцем.
Советское начальство посчитало комедию «чересчур бытовой и мелковатой для советского экрана». Но зрителям она понравилась. Картина стала лидером проката. В 1962 году ее посмотрело 35 миллионов человек. В 2001 году фильм был полностью отреставрирован и перевыпущен на видеокассетах и DVD в хорошем качестве изображения и звука.
В 2013 году отреставрированная версия вышла в формате Blu-ray. Зарубежные газеты назвали Надежду Румянцеву «Чарли Чаплин в юбке» и «русская Джульетта Мазина». ⠀
Сообщение Любопытные факты о фильме «Девчата» появились сначала на Информационно-аналитическое издание SM.News.