Картина 1975 года стала одной из первых советских кинолент, рассказывающих о космосе глазами детей.
В основу фильма "Большое космическое путешествие" легла пьеса известного писателя Сергея Михалкова "Первая тройка, или Год 2001-й...". Он же написал сценарий в соавторстве с режиссером фильма Валентином Селивановым.
Главные герои кино — три советских школьника: Света из Бухары, Саша из Донецка и Федя из Москвы. Их отбирают из ста тысяч претендентов для участия в первом в истории детском космическом полете на корабле "Астра". На борту с ребятами находится только один взрослый — капитан Егор Калиновский. Но на четырнадцатые сутки после успешного старта он заболевает и отправляется в изолятор. Космический корабль переходит в полное управление детей, которым вскоре придется столкнуться с утечкой газа и метеоритным дождем. Финальным испытанием перед невероятной развязкой оказывается обнаружение заброшенной межпланетной станции.
– Сегодня "Большое космическое путешествие" рассматривается как важный этап в развитии отечественного детского кино и ранний пример соединения научно-популярного жанра с гуманистическими идеями. Главным консультантом фильма выступил лётчик-космонавт Алексей Леонов, который также принимал участие в выборе юных актёров на главные роли. Леонов появился камео в финале картины с обращением к зрителям и выражает уверенность в реальности участия детей в будущих космических полетах, — отмечает киновед, хранитель фондов Киностудии Горького Алексей Тремасов.
Одной из визитных карточек фильма стала музыка Алексея Рыбникова. Прозвучавшая за кадром песня на стихи Игоря Кохановского "Ты мне веришь?" стала очень популярной. Эту композицию, а также "Голубую планету" и "Млечный Путь" до сих пор можно услышать по радио.
Фильм также запомнился дважды произнесённой фразой "Спокойно, Маша, я Дубровский". Выражение стало крылатым, хотя на самом деле в романе Александра Пушкина такой строчки никогда не было.
Большинство натурных съёмок фильма проходило под Зеленоградом, около Московского института электронной техники, а база подготовки космонавтов снималась в усадьбе Марфино под Москвой. Интересно, что "Большое космическое путешествие" снималось параллельно с дилогией Ричарда Викторова "Москва-Кассиопея" и "Отроки во вселенной", которая тоже рассказывает о подростках в космосе. "Большое космическое путешествие" вышло на экраны в один год с "Отроками во вселенной", но фильм Селиванова в итоге уступил конкуренту в кассовых сборах.