Сюжет фильма заимствован у сибирского писателя И. Новокшонова, автора рассказов о гражданской войне в Иркутске, Забайкалье и Бурятии. В основу литературного произведения положены реальные события. У одного монгола, попавшего в плен, англичане обнаружили ладанку с грамотой, где утверждалось, что он является прямым потомком древнего завоевателя Чингисхана. Англичане решили объявить юношу императором Монголии и действовать в этой стране от его имени. Однако этот план провалился. Молодой монгол связал свою судьбу с революцией, и в то время, когда рассказ о нём появился на страницах газеты, он был красным командиром в одной из дивизий.

Режиссёру Всеволоду Пудовкину сюжет показался не слишком интересным — скорее историческим анекдотом, нежели реальной историей. Но в это время он очень нуждался в отдыхе: напряжённая, почти без перерыва работа над фильмами «Механика головного мозга», «Мать» и «Конец Санкт-Петербурга» измотала его. Всеволод Илларионович посчитал, что новая постановка позволит ему немного отдохнуть. К тому же перед ним открывалась заманчивая перспектива отправиться в далёкие края. Предложение студии было принято.

Пудовкин попросил Зархи написать сценарий. Увы, перспектива работы над приключенческим фильмом на экзотическом материале не увлекла Натана Абрамовича. В итоге сценарий написал Осип Брик, который заведовал сценарным отделом «Межрабпомфильма».

Пудовкин выехал в Бурят-Монголию с намерением уточнить сценарий на месте действия. Местное партийное руководство выделило ему консультанта Аширова, знатока истории, обычаев и нравов монгольского народа.

В сценарий вошёл материал, придающий эпический размах рассказу об охотнике Баире. Ромен Роллан говорил позднее, что «Потомок Чингис-хана» поразил его полнотой ощущения никогда не виденной страны, своеобразия жизни её людей. Герой рассказа Новокшонова — человек знатного происхождения. Герой фильма Пудовкина — бедный арат. Ладанка, сделавшая его потомком грозного властелина Монголии, попадает к нему случайно: её потерял, спасаясь бегством от гнева Баира, жадный лама.

Большое место в фильме занимают празднества в дацане (буддийском монастыре). Съёмкам праздника «Цам», на который — для «контакта с местным населением» — приехал полковник со свитой, Пудовкин придавал особое значение.

Но на пути режиссёра возникли неожиданные препятствия: многие ламы Гусино-Озёрского дацана запротестовали против киносъёмок религиозных церемоний и ритуальных танцев. Два дня длились споры — шла борьба сторонников «старой» и «новой» церкви.

Тогда правительство республики обратилось за помощью к местному ставленнику Тибета Бандидо — Хамбо-ламе. Главный лама собрал совет духовенства и повлиял на «непримиримых».

По принципу повторения реальных событий снимались партизанские сцены. На съёмки были приглашены бывшие партизаны, громившие банды Семёнова в степях Монголии. Съёмки вызвали у партизан живые воспоминания: они искренне переживали свои роли, игры тут не было, была жизнь, очень естественно повторенная перед киноаппаратом.