Фильм снят по повести Василя Быкова «Сотников».

В фильме свои первые большие роли сыграли молодые актёры Борис Плотников и Владимир Гостюхин.

Фильм находился на грани запрета и вышел на экраны лишь после вмешательства первого секретаря ЦК Компартии Белоруссии Петра Машерова.

Первый советский фильм, удостоенный высшей награды Международного кинофестиваля в Западном Берлине — «Золотой медведь».

Последний завершённый фильм в режиссёрской карьере Ларисы Шепитько. Через три года после выхода ленты на экраны Шепитько погибла в автокатастрофе во время съёмок картины «Прощание с Матерой». В той же автокатастрофе погиб и оператор «Восхождения» — Владимир Чухнов.

Съёмки фильма проходили в атмосфере тяжёлого стресса. Технические и организационные трудности привели к тому, что на съёмочную площадку пришлось вызывать «Скорую помощь» для оказания медицинской помощи режиссёру.

Название фильма придумал муж Шепитько — Элем Климов. По давно, ещё в 1963 году, сложившейся между будущими супругами традиции, за идею он получил десять рублей.

С момента прочтения повести «Сотников» у Ларисы Шепитько ушло четыре года, чтобы подготовиться, добиться разрешения начальства и приступить к съёмкам картины.

Шепитько решила задействовать неизвестных или малоизвестных актёров, прошлые роли которых не оттеняли бы их образы в фильме. Из-за этого ей пришлось отказать Андрею Мягкову, который очень хотел сняться в фильме. Та же участь постигла и Николая Губенко. Не прошёл отбор и Владимир Высоцкий, жаждавший сыграть Рыбака.

С самого начала поиска актёров на роль Сотникова Лариса Шепитько поручила ассистенту по актёрам, Эмме Баскаковой, держать в уме образ Христа, хотя вслух об этом говорить было нельзя. Борис Плотников, в то время 25-летний актёр Свердловского ТЮЗа, оказался, по мнению режиссёра, лучшей кандидатурой на роль, но чиновники Госкино рассмотрели в замысле Шепитько намерение «протащить Иисусика на советский экран». Плотникова, в чьём репертуаре до этого были преимущественно роли сказочных животных, даже пришлось гримировать для пущей героизации образа, чтобы худсовет утвердил его на роль. Всего актёр прошёл семь проб, ради которых ему постоянно приходилось летать из Свердловска в Москву.

На роль Рыбака режиссёр просмотрела двадцать кандидатов. Двадцать первым стал молодой Владимир Гостюхин.

Съёмки, начавшиеся 6 января 1974 года, в день рождения Ларисы Шепитько (по другим источникам — съёмки начались 5 января), проходили в окрестностях города Мурома. Первыми снимались сцены на натуре — среди полей, лесов и оврагов — при том, что стояли сорокаградусные морозы. По словам Бориса Плотникова, мороз и снежная целина был обязательными условиями, которые выдвинул Василь Быков. Этот подход был одобрен Шепитько, по выражению которой актёры должны были «почувствовать зиму всеми клетками» для более достоверного вхождения в образ. Съёмочный процесс был спланирован таким образом, что исполнители главных ролей начали с самых простых в психологическом и игровом смыслах эпизодов, что позволило им постепенно погружаться в свои образы.

Задолго до «Восхождения» Шепитько переболела гепатитом. Более того, она не долечилась, и последствия болезни негативно сказывались на её самочувствии на съёмках «Восхождения». Кроме того, сильнейшие боли ей причиняла недавняя травма позвоночника. Но Шепитько всё равно поднималась на два-три часа раньше съёмочной группы, чтобы прийти в себя, после чего работала на пределе сил целый день. Благодаря такой самоотдаче, съёмки велись без перерыва и были закончены на месяц раньше запланированного срока.

Василь Быков очень ценил Ларису Шепитько и как-то даже признался, что если бы встретил её раньше, то, возможно, написал бы «Сотникова» по-другому.

Гостюхин вспоминал, что настолько перевоплотился в Рыбака, что даже гримировочный синяк не сходил у него с лица три недели. После съёмок картины актёр долго пытался прийти в себя, снова пытаясь стать собой, а не своим персонажем, и даже отказался сниматься в следующем фильме Ларисы Шепитько, несмотря на её настойчивые просьбы.