В кино, Лидия Вертинская дебютировала в образе сказочной птицы Феникс в фильме «Садко».

Режиссер фильма Александр Птушко долго не мог найти актрису, которую бы видел в этом образе. Кто-то рассказал ему, что у артиста Александра Вертинского молодая красивая жена с нестандартной, оригинальной красотой, но она не актриса. Лидии все же позвонили с киностудии и пригласили приехать на «Мосфильм», встретиться с режиссёром.
Сделали цветную фотопробу, однако покрыть лицо золотой краской, как изначально этого хотел Птушко, Вертинская отказалась, зная, что это может быть опасно. Тогда ей сделали грим индийской красавицы, подчеркнули глаза, приклеили красный рубин на лоб, надели ожерелье и нарядную восточную корону с подвесками. Сняли только лицо крупным планом. А уже через два дня позвонили со студии и предложили приехать и заключить договор.
Сложностей на съемках было много. «Для этого образа не нужны были ноги и моё “туловище”, Птушко придумал положить меня животом на длинную доску, приподнять голову, снизу приделать туловище птицы, а мои руки вдеть в крылья и снимать только фронтально. Я опешила, быстро сообразила, что долго я эту съёмку не выдержу. И, подумав, предложила ему свой вариант. В те годы я была очень тоненькая и худенькая, села на стул, подобрала ноги, согнулась в коленках и стала совсем небольшой. Всем моё предложение понравилось.
Мне сшили в мастерской Большого театра корсет из крепкой ткани, со шнуровкой, и меня затягивали в этот корсет, одновременно с металлическим помостом, на котором я сидела. Затем поверх корсета надевали бирюзовые оперенья. Для их изготовления использовали перья нескольких павлинов, купленных в зоопарке. Мне было нелегко часами сидеть стянутой в таком трудном положении, но раз мои пробные съёмки получились удачными, я решила терпеть. Потом была экспедиция в Ялту, где съёмочный процесс проходил в павильоне. На Одесской киностудии снимали натурные сцены, когда уже похищенную птицу Феникс выносят из дворца на площадь и заставляют её усыпить воинов и слонов своим загадочным и низким голосом». Кстати, озвучивала Лидию уже профессиональная актриса.
Когда работа над фильмом подходила к концу, в комитете по делам искусств Министерства культуры предложили режиссёру закончить картину следующей сценой: Садко на корабле привозит птицу Феникс в родной Новгород, и ликующая толпа на пристани встречает их весельем и плясками. Для такого финала стали срочно устанавливать декорации, но тут начались осенние дожди, подошёл последний срок сдачи картины, и это не реализовали. Когда фильм вышел на экраны кинотеатров, рецензии были превосходные, хвалили и Лидию. А когда она вернулась к своим занятиям в институте, первое время было трудно втянуться в работу. Вертинская всё вспоминала, как её волновало, когда включали мотор, и начиналось сказочное действие.
Вертинский был поражен, увидев жену на экране – настолько красиво и сказочно все получилось. Лидия и сама этого не ожидала: «Я по многу часов была на маленьком железном сиденье на верху высокой искусственной ветки, крепко стянутая в три погибели жёстким корсетом. Мои коленки были как бы грудью птицы, ноги – лапами, а руки вдеты в крылья. Движения очень ограниченные – только повороты головы, руками я поднимала крылья. А как ослепляли осветительные приборы!» Однажды после удачной и долгой съёмки выключили свет, вся съёмочная группа зашагала к выходу из павильона, забыв о Вертинской. И она жалобно крикнула: «А я, меня же забыли!» Лишь тогда все оглянулись и всплеснули от удивления руками."