Кандидат в депутаты Государственной думы от города Великие Луки Петр Соломатин (Эдуард Радзюкевич) прибывает в Москву на работу, однако на заседание в парламент не спешит. Вместо этого он намерен уединиться со своей секретаршей Елизаветой Кошкиной (Евгения Трофимова) в одном из комфортабельных номеров дорогого отеля в центре столицы. Но романтическим намерениям депутата не суждено сбыться: на балконе Соломатин находит бездыханное тело неизвестного мужчины (Роман Костомаров). Призвав на подмогу своего верного помощника Константина (Андрей Кайков), политик решает спрятать «труп». Но тут выясняется, что тело принадлежит детективу, нанятому мужем Елизаветы Василием (Андрей Панин), чтобы застукать ее с любовником на месте преступления. В процессе раскручивания сюжета к интриге подключаются мужья, жены, матери и персонал отеля, запутывающие действо в бесконечный клубок интриг, распутать который предстоит внезапно воскресшему детективу…
В основу фильма легла знаменитая пьеса Рэя Куни 1991 года «Не обслуживается», по которой десять лет спустя Владимир Машков поставил спектакль «Номер 13» с Аристархом Ливановым и Евгением Мироновым в главных ролях. Александр Атанесян, увидев этот спектакль много лет назад, пришел в полный восторг и предложил Машкову его экранизировать. Владимира эта идея не вдохновила, и Александр взялся за воплощение своего замысла сам. Первым делом Атанесян перенес действие из Англии прошлого века в Россию наших дней. А затем занялся поиском актеров.
Хотя поиска как такового не было, как и проб. Кто-то сам напросился, кого-то Александр Ашотович лично позвал. Например, олимпийский чемпион по фигурному катанию Роман Костомаров сыграл у Атанесяна в предыдущей картине «Близкий враг» и очень там приглянулся режиссеру. К тому же его спортивные навыки для роли «трупа» ему весьма пригодились. А вот Радзюкевич и Кайков, по сюжету таскающие героя Костомарова из номера в номер, с Романом намучились. Во время съемок одной из таких сцен, работа над которой велась сразу после обеда, Эдуард даже в сердцах произнес в адрес фигуриста: «Отожрался, сволочь!» Атанесяну так это понравилось, что он решил оставить не прописанную в сценарии реплику в фильме.
Владимир Долинский и вовсе попал в картину случайно. Съемки фильма происходили в построенных на «Мосфильме» декорациях столичной гостиницы. И однажды из соседнего павильона киностудии на площадку фильма «На измене» забрел Долинский. В костюме и гриме своего героя из другой ленты, снимавшейся через стенку. «Что стоишь просто так? — увидев его, сказал Атанесян. — Давай в кадр!» В этот момент Владимиру звонят с вопросом: «Куда вы пропали?» «Я в туалете», — отвечает актер в трубку. И обращаясь уже к Атанесяну и Ко: «Давайте, ребятки, снимайте быстрее, а то меня там заждались». Так Долинский, произнеся всего три реплики, снялся в эпизоде.
Кастинг Атанесян устраивал только для персонажа Инги Семеновны — старой девы, влюбленной в Костю. На эту роль пробовались Екатерина Вуличенко, Ольга Орлова, Екатерина Стриженова, Наталья Рогожкина. Но досталась она Игорю Вернику, который смог переиграть всех женщин. Ему сделали специальные накладки на грудь и попу, подобрали платье и туфли 43-го размера. Верник отснялся в трех сценах. Но на очередном дубле подвернул ногу на каблуке и получил серьезное растяжение. Ждать, когда актер поправится, возможности не было. Тогда Нонна Гришаева, исполняющая в фильме роль жены Соломатина, предложила кандидатуру Татьяны Орловой. Они вместе снимались в сериале «Папины дочки», где Гришаева играла маму, а Орлова — секретаршу Тамару. К счастью для авторов комедии «На измене», Татьяна не только с лету вошла в образ своей героини, но ей также подошли платье и туфли Верника.