正式开拍前，主角樊锦诗的扮演者、上海沪剧院院长茅善玉与几位演员在常书鸿和段文杰的墓碑前三鞠躬，以表敬意。虽然曾经为了沪剧和电影来敦煌采风不下十次，但在茅善玉看来，每一次来都有不一样的体会：“只有在凌厉的风沙之下，才能体会到樊院长的不易。唯有实景拍摄才能完整呈现她的一生。”
“你们演的不是一个人，而是一群人。希望能通过电影，让更多人知道几代敦煌人的故事。”开机那天，亲自来到剧组的樊锦诗曾这样寄语《敦煌女儿》。据茅善玉介绍，不同于沪剧舞台，电影加强了对常书鸿和段文杰的描绘，以全景式刻画不同时期敦煌人的无私奉献。
片中的一场重头戏，众人送别第一代“敦煌守护者”常书鸿的桥段，需要剧组登上三危山进行拍摄，而敦煌不时刮起的大风为拍摄增加了不确定因素，剧组连续三天上山，才顺利完成所有镜头。在常书鸿的扮演者凌月刚眼中，沪剧演员走上大银幕是个不小的挑战。“这个人物非常难演，舞台表演可以依靠肢体语言，电影则更讲究眼神和内心，”他对记者说道。演员吴争光则是首次饰演“段文杰”，前辈的珠玉在前让他坦言“有些压力”。“一接到要演出的消息，我就查阅了大量文字影像资料，来揣摩段院长的心理，”他表示：“在条件大不如现在的时期，他默默坚守在此数十年，这份毅力超乎想象，同时也激励着我们年轻人为祖国的事业奋斗。”
