Гайдай на протяжении многих лет сотрудничал с одними и теми же киноактёрами, блестящая игра которых во многом определяла успех его комедий. Наиболее часто появляющимся в гайдаевских фильмах актёром был Георгий Вицин, который снялся в десяти картинах режиссёра.
В некоторых своих фильмах Леонид Гайдай появлялся в камео. Как правило, он не указан в титрах. В большинстве из этих эпизодических ролей отражены элементы его биографии. Камео Леонида Гайдая:
«Пёс Барбос и необычный кросс» — медведь в вырезанной сцене. Когда «Трус» вбегал в какой-то шалаш, а выбегал из него без штанов, по сценарию из шалаша должен был вылезти медведь со штанами в лапах. Бюджет короткометражки не предусматривал работы с живым медведем, поэтому Никулин достал где-то чучело медведя, которое надели на Гайдая. Позже Гайдай сам вырезал сцену из-за её ненатуральности.
«Операция «Ы» и другие приключения Шурика».
Новелла «Напарник» — один из актёров эпизода утренней переклички задержанных алкоголиков-тунеядцев (существует ничем не подтверждённая версия, что это — загримированный Гайдай) произносит: «Огласите весь список, пожалуйста!». Эта фраза взята из жизни Гайдая. В 1942 году его, стремившегося на фронт, отправили служить в Монголию, а когда всё-таки потребовался новый набор, Лёня на каждый род войск — кавалерия, флот, пехота — выкрикивал: «Я!» На что комиссар ответил: «Подождите вы, Гайдай. Дайте огласить весь список».
Новелла «Наваждение» — в начальных кадрах выходит из института.
«Иван Васильевич меняет профессию».
В сцене, когда Шурик подбегает к магазину радиотоваров, закрытому на учёт, мимо него быстрым деловым шагом проходит высокий бородатый гражданин в тёмных очках, пиджаке и шляпе.
«Бриллиантовая рука» — появляется 3 раза:
В массовке, когда берут интервью у Семёна Семёныча.
В сцене сна Козодоева отрезанная рука Семён Семёныча принадлежит Гайдаю.
Пьяный, которого показывают только по бёдра, — это тоже Гайдай, но его озвучивал Георгий Вицин.
«12 стульев» — самая заметная среди ролей Гайдая — архивариус Варфоломей Коробейников.
«На Дерибасовской хорошая погода, или На Брайтон-Бич опять идут дожди» — последнее камео. Сумасшедший пьяный лудоман в жёлтой рубашке, которого выносят из казино, когда туда заходит герой Харатьяна (вдова Гайдая, Нина Гребешкова, говорила, что Гайдай под конец жизни на самом деле увлекся игровыми автоматами и проигрывал большие суммы денег).
По сети ходили и продолжают ходить слухи, что Гайдай снялся в фильме «Иван Васильевич меняет профессию» в роли осветителя на съемочной площадке. Однако тем, кто знаком с настоящей внешностью Гайдая, несложно понять, что между этими двумя людьми вряд ли есть что-то общее.
Пародии в фильмах Гайдая
«Спортлото-82». В начале фильма показана очередь за детективом «Смертельное убийство», принадлежащим перу популярного писателя Гениана Зелёного (аллюзия на Юлиана Семёнова).
«Частный детектив, или Операция „Кооперация“». В фильме имеется пародия на многосерийный фильм Следствие ведут знатоки. Практиканты Знаменский, Томин и Кибрит (прежние «знатоки» перешли на работу в кооператив) помогают раскрыть дело о похищении кооператора. Кроме того, фамилия майора милиции — Кронин — аллюзия на популярного персонажа детективов — майора Пронина.
Фильм «На Дерибасовской хорошая погода, или на Брайтон-Бич опять идут дожди» содержит пародии на целый ряд руководителей советского государства — от В. И. Ленина до