Главную роль в фильме сыграл Петр Фёдоров, звезда сериала «Перевал Дятлова» и фильмов «Дуэлянт», «Аванпост» и «Спутник».
Прототипом главного героя в фильме послужил советский военный лётчик и Герой Советского Союза Алексей Петрович Маресьев, который после тяжёлого ранения лишился обеих ног, но, несмотря на это, продолжил воевать. На его счету было 86 боевых вылетов и 10 сбитых вражеских самолётов. Мужество и героизм Маресьева вдохновили русского писателя Бориса Полевого на создание произведения «Повесть о настоящем человеке».
Режиссёром фильма «Лётчик» выступил Ренат Давлетьяров, для которого картина не первая работа на военную тему. В 2015 году он снял мини-сериал «А зори здесь тихие», а в 2018 году — драму «Донбас. Окраина».
Съёмки «Лётчика» проходили в Новгородской области, Демянском районе, где когда-то был сбит самолёт Алексея Маресьева, а также в Валдае и Москве.
«Лётчик» стал четвёртой совместной работой Рената Давлетьярова и Петра Фёдорова после фильмов «Чистое искусство», «Беглецы» и «А зори здесь тихие».