Вячеслав Тихонов втайне от родителей мечтал о карьере киноактёра, а родители видели в нём инженера или агронома. В 1944 году поступил на нулевой курс Автомеханического института. В 1945 году попытался поступить во ВГИК, куда его взяли не сразу.
Во второй половине 1960-х годов Тихонов сыграл Андрея Болконского в эпопее Сергея Бондарчука «Война и мир», что стало большим шагом к вершинам актёрского мастерства. Роль потребовала от актёра полной самоотдачи, и он, подобно всем участникам съёмок, работал с неимоверным напряжением сил.
В 12-серийном художественном телефильме Татьяны Лиозновой «Семнадцать мгновений весны» он сыграл самую известную свою роль — разведчика Исаева-Штирлица. Актёрская удача принесла ему невиданную популярность. Показ фильма, снимавшегося с 1969 по 1972 год, был приурочен ко Дню Победы 1973 года, но был отложен из-за визита Леонида Брежнева в ФРГ. Первую серию зрители увидели лишь 11 августа 1973 года. Это был самый триумфальный год в кинокарьере Тихонова.
Сам актёр не ассоциировал себя со Штирлицем, но образ привязался к нему на всю оставшуюся жизнь.