制片方最初想找指导过《宾虚》的好莱坞巨匠威廉·惠勒（William Wyler）来执导，当时他已经现场勘景并把原剧本做了一些改动。他心目中的《音乐之声》完全是另一个样子，惠勒甚至想要拍摄一些战争场面来渲染气氛。而在音乐剧在百老汇上演的两年之前，派拉蒙向冯·恰皮·辛格买下了故事的版权，并打算让奥黛丽·赫本出演玛丽娅。赫本表示拒绝出演，派拉蒙随即抛弃该电影计划。 历史最后选择了福克斯和导演罗伯特·怀斯（Robert Wise）来共同成就这个经典。怀斯心中扮演冯·特拉普上校的最佳人选是同样神秘的尤·伯连纳（Yul Brynner）。但伯连纳拒绝了这个邀请，而由克里斯托弗·普卢默（Christopher Plummer）出演，虽然普卢默的表演非常成功，但他显然在整个拍摄过程中并不舒服，为了这个角色，他推掉了出演《伊普克雷斯档案》的男主角，这让他后悔不已，而据说普卢默曾经把“音乐之声”比喻为“粘液之声”，而且他觉得和朱莉·安德鲁斯工作就好像“每天都被一个巨大的情人节卡片击中”一样，当然这更多的是玩笑话，普卢默和安德鲁斯一直都是很好的朋友。 1962年，当音乐剧版的《音乐之声》在百老汇上演时，朱莉·安德鲁斯曾经在一个电视节目上善意的调侃了《音乐之声》中的角色，但她万万没有想到，自己在不久之后就成为了电影版的女主角并塑造了一个影史上的经典形象。 扮演索菲亚的马尼·尼克森（Marni Nixon）在好莱坞是非常有名的灵歌歌手，她曾经多次在好莱坞著名的音乐电影中献声，比如《西区故事》《安娜与国王》，她最有名的声音演出是为《窈窕淑女》中的奥黛丽赫本配唱。而巧合的是，朱莉·安德鲁斯也曾经在百老汇版本的《窈窕淑女》中扮演了女主角。所以当尼克森和安德鲁斯第一次见面时，制片人怕两个人会有些尴尬，但安德鲁斯表现的十分大度， 她主动上前和尼克森说：“马尼，你可是我的偶像啊！” 著名的歌舞剧演员珍妮特·麦克唐纳（Jeanette MacDonald）（曾出演《桃花恨》）原本要出演女修道院长的角色，她本人对这个角色也很感兴趣，这也是她陷入演艺低潮16年以来的第一个电影角色，但由于麦克唐纳的身体状况越来越差，她只能遗憾的放弃这个角色，在影片上映之前，麦克唐纳就不幸因病去世。