Operator Jan Laskowski, aby zrealizować ujęcie osoby idącej zatłoczonym korytarzem w wagonie, ustawił kamerę na specjalnym wózku, który był przepuszczany przez osoby stojące na tymże korytarzu. Reszta zdjęć była kręcona w naturalnych plenerach: na dworcu Łódź Kaliska (m.in. długie ujęcie monumentalnych schodów prowadzących do nieistniejącego współcześnie budynku pierwszego dworca), w Katarzynowie koło Koluszek oraz na Półwyspie Helskim (Chałupy i Kuźnica).
Muzykę do Pociągu opracował Andrzej Trzaskowski na motywach piosenki „Moon Ray” skomponowanej przez Artiego Shawa. Wokalizę do tej muzyki wykonała Wanda Warska, żona jednego z wykonawców muzyki, Andrzeja Kurylewicza. Warska śpiewała spontanicznie, nucąc kompozycję Shawa do muzyki granej w rytm filmowego pociągu. Pod wrażeniem był sam Kawalerowicz, który, jak wspominała Warska, „złapał jeszcze moje dźwięki, cofnął się i zaczął krzyczeć: «Wanda, nie zapomnij tego!»”. Gotowy film miał premierę 9 czerwca 1959 roku.