Le riprese, inizialmente previste per maggio, cominciarono in anticipo il 29 marzo 1971, anche perché Brando poco prima aveva già firmato un contratto con Bernardo Bertolucci per Ultimo tango a Parigi e da settembre avrebbe dovuto essere in Europa; le riprese durarono fino a inizio agosto, per un totale di 77 giorni di girato. Si svolsero soprattutto a New York. La prima scena girata fu quella in cui Michael e Kay tornano a New York dopo aver comprato i regali di Natale. Avrebbe dovuta essere girata già il 23 marzo, ma una raffica di neve costrinse il produttore Albert S. Ruddy a spostare l'inizio delle riprese di una settimana. Le riprese principali a New York si conclusero il 2 luglio 1971; successivamente Coppola chiese una pausa di tre settimane prima di andare all'estero per girare le scene in Sicilia. Il settecentesco Palazzo Trimarchi di Savoca, in Sicilia, è il luogo in cui venne girata la scena del bar dove Michael Corleone parla con il signor Vitelli, padre di Apollonia. Molte scene vennero girate al Filmways Studio a East Harlem. Le scene rimanenti furono girate in California, oltre a quelle in Sicilia, fatta eccezione per le scene girate a Las Vegas di cui la produzione poteva permettersi il costo. Le scene ambientate a Corleone in verità furono girate tra le province di Messina e Catania: Forza d'Agrò, Savoca, Motta Camastra e Fiumefreddo. I luoghi del film furono scelti dal pittore Gianni Pennisi di Floristella, il quale curò anche l'insegnamento della dizione ad alcuni attori non doppiati, come Maria Carta. Le riprese terminarono il 6 agosto 1971.