《出租汽车司机》让他拥有了第一个引以为经典的银幕形象。尽管凭借《教父2》赢得了奥斯卡最佳男配角奖，但却被认为是一次廉价的胜利。首次尝试喜剧片未疾而终。他的幽默感受到质疑。
由于贝托鲁奇的电影进展缓慢，德尼罗被允许回到纽约为《出租汽车司机》作准备。作为“获得授权”扮演特拉维斯的第一步，德尼罗需要找到可以模仿的人。从《1900》剧组请假的第一天，他开车来到附近的一座美军基地，在获准通行之后，他直奔人群集中的地方。在一个小时里，他没有发现心目中的特拉维斯，倒是与一群年轻的技师交上了朋友。他成了这里的常客，通过与这些小伙子的交往，他学会了他们的穿着、喝啤酒和点香烟的方式。
他还搞到了一张出租车运营执照，开始在街头拉客。那时，斯科塞斯经常坐他的出租车，当发现德尼罗每周竟然可以靠拉活挣到100美元时，这位小个子导演很认真地说，“如果你拿不到奥斯卡，干脆就改行干出租吧。”德尼罗连开了几个星期的车，居然没被人认出来，最终，一对乘客夫妇发现他有些眼熟，于是好奇地问：“你不就是那个演员吗？难道演员的日子这么难过？”1974年12月，为了来年3月的奥斯卡奖，《教父2》在纽约作了短期公映。德尼罗的表演成为舆论关注的焦点。虽然好莱坞对他们并不熟悉，但斯科塞斯、德尼罗、施拉德和菲利普斯夫妇的票房吸引力已得到认可，制片公司开始对《出租汽车司机》表现出了兴趣。最终，哥伦比亚公司的戴维·贝格尔曼开了绿灯，拿出了130万美元。在别人看来，这笔钱少得可怜，根本不足以拍摄一部影片，而实际上，该片的成本却只花了这笔钱的一半。
在纽约的拍摄遇到了许多与《穷街陋巷》相同的问题，但令斯科塞斯开心的是没有人在旁边对他指手画脚。这种自由，以及拮据的成本，促使他按照自己的本能去寻找演员。彼得·博伊尔扮演另一位出租车司机，“圣人”威扎德。阿尔伯特·布鲁克斯，一位当地的相声演员，扮演竞选义工汤姆，这个角色斯科塞斯最初是想让哈维·凯特尔来演的，后者却选择了皮条客斯波特这个更小的角色。凯特尔生活在“地狱厨房”，纽约最差的街区之一，他对底层的生活相当熟悉。斯科塞斯还为黛安妮·艾伯特安排了一个小角色，在色情影院看电影的女郎。
德尼罗专门拜师学习如何使用手枪，他的老师与后来在《星球大战》里教卡丽·费什使用激光棒的是同一个人。他还经常光顾出租车修理站和通宵营业的贝尔摩尔咖啡馆，那里是出租车司机喝酒聊天的地方，他偷偷用录音机录下司机们的交谈，模仿他们说话的方式和语气。
在施拉德写作剧本和斯科塞斯开始拍摄之间，亚瑟·布莱默的日记出版了，布莱默曾在1972年刺杀阿拉巴马州州长乔治·华莱士，导致他终身残疾。德尼罗要求施拉德模仿流浪汉的腔调将布莱默的自述录在录音机上，整个拍摄期间，他都在反复听这些录音。
德尼罗还定期约见施拉德，希望从他身上找出特拉维斯的影子。他总选择人们不常去的咖啡馆作为约会地点，而且要换三四次座位，担心自己被别人认出来。
看到德尼罗真心想变成自己，至少是创作这个剧本时的自己，施拉德便将自己穿过的裤子和靴子送给了他，并帮他找来了一件越战美军飞行服。他们共同设计出了特拉维斯走路的方式：像鸽子一样踮着脚走，双腿打来打去，轻轻踢着前面的台阶，就好像是要绕开粘在人行道上的道德障碍。
塑造特拉维斯这个人物令德尼罗一扫因扮演《1900》的阿尔弗雷多而养成的懒散。斯科塞斯的赞扬如同兴奋剂，促使他将角色推向深入，甚至超出了施拉德预想的范围。他想象的特拉维斯十分精瘦，拥有人体解剖图所画出的那样的肌肉，为此他加紧锻炼，大量消耗体内的脂肪。与此同时，他通过阅读威廉·布莱克的诗集以获得一种狂暴愤怒的情绪。
像以往一样，斯科塞斯在开机之前总要培养一段情绪。他的理由是复杂的。坐在导演的位置上已经令他感到苦闷，哮喘和偏执狂的毛病又因为他越来越依赖可卡因而加重，在相对比较轻松的《艾丽丝不再住在这里》之后，他需要重新把自己塑造成反文化的顽童。《出租汽车司机》成为他皈依摩门教派的宣言，邪恶不复存在，诱惑也一扫而空，他要用血祭彻底驱除心中的恶魔。
斯科塞斯觉得有必要在影片中为自己安排一个角色，他第一次出现是在特拉维斯初遇贝茜的那场戏中，当镜头摇过时，背景里有一个好像侏儒的小人，那就是斯科塞斯。当乔治·梅姆莫利因拍另一部影片受伤而无法扮演那个坐特拉维斯的车监视妻子与情人约会的丈夫时，斯科塞斯毫不犹豫地决定亲自扮演这个角色。
将手枪塞进女人的阴户扣动扳机的台词是施拉德写的，但那种愤怒的语气却是斯科塞斯自创的。他的表演令人不寒而栗，难怪后来他被邀请在根据史蒂文·巴格里奥西原著改编的电视剧《杀人王曼森》中扮演查尔斯·曼森。
对于特拉维斯暗恋的竞选义工贝茜一角，朱丽娅希望由一位像法拉·福塞特这样的冷艳金发美女来演。而关于西比尔·谢泼德如何得到这个角色则有着截然不同的两种说法。谢泼德说斯科塞斯给经纪人休·门杰斯打电话说，“我需要一个西比尔·谢泼德型的女演员。”门杰斯恰好就是谢泼德的代理，所以她直截了当地说：“为什么不请她本人呢？”斯科塞斯派人给谢泼德送去了剧本，而后者则把它扔进了墙角——“这不是欺负人吗？”她说，“竟然给我一个什么也不是的角色！”而门杰斯的说法则是她当着斯科塞斯的面将谢泼德大大夸奖了一番，说她在《黛西·米勒》和《漫长的爱情》遭遇失败之后急于找到新的工作。斯科塞斯立刻产生了兴趣。
门杰斯知道谢泼德的优势所在，她用了大量的诸如“冷若冰霜”、“冰清玉洁”这样的辞藻。她也接受了斯科塞斯开出的3．5万美元的价码。“西比尔需要跟一个有威望的导演合作，”这位精明的经纪人说。
谢泼德本已打算出演哥伦比亚公司的另一部电影，即彼得·波格丹诺维奇讲述早期电影制作的喜剧片《镍币影院》，但是公司老板戴维·贝格尔曼担心她的吸引力不够，要求波格丹诺维奇另择人选。谢泼德对此提出抗议，贝格尔曼则威胁拒绝放她去《出租汽车司机》剧组报到。最后，双方达成妥协，谢泼德被迫选择了《出租汽车司机》。
一旦有了谢泼德这枚棋子，斯科塞斯便动起了邪念，那就是要用她实现自己对性的迷恋。在谈到特拉维斯带贝茜去看色情片这场戏时，谢泼德说，“他选择在42街的一家真正的色情影院实地拍摄，而且是在午夜时分。我不得不带上保镖，因为那条街上什么人都有。银幕上的画面令我作呕，但我却不得不在里面坐了10分钟。我想，他这样做的目的无非是想看我的笑话。”德尼罗也在模仿斯科塞斯的做法。“他把西比尔看成了小狗对着撒尿的柱子，”朱丽娅说。她记得斯科塞斯放给她看的德尼罗与谢泼德演对手戏的样片，当剧组人员安排好机位后，两人在同一张桌子前默默坐着，谁也不看对方，谢泼德摆弄自己的头发，而德尼罗则闷闷不乐——直到斯科塞斯喊“开拍”时，场面才忽然有了一种性挑逗的氛围。
谢泼德称德尼罗曾提出要与她发生性关系，但她拒绝了。从那以后，他不放过任何一个嘲弄她的机会。由于天气炎热，谢泼德掏出一只便携电扇吹风，德尼罗对此嗤之以鼻，感觉不像是一个严肃的演员，更像是一个好斗的王子。“一旦鲍比决定冷落某个人，他的态度令人感到可怕，”一位剧组人员如是说。
对于女性的不敬同样也反映在斯科塞斯挑选14岁的朱迪·福斯特饰演妓女艾瑞丝上。他是在拍摄《艾丽丝不再住在这里》时发现的福斯特，安排她在片中扮演一个街头阿飞妹和小偷。但是施拉德则倾向于用真正的妓女来演。他在城里闲逛时无意中看到了比莉·帕金斯，认为她演艾瑞丝再合适不过。当晚他就把她带回了旅馆，并给斯科塞斯留言，“我已经找到艾瑞丝。过来跟我们一起吃早餐。”斯科塞斯把帕金斯当作艾瑞丝的原型，但只安排她饰演艾瑞丝的妓女朋友。
福斯特本想从她那里了解雏妓的生活，结果发现这个女孩太普通了。“她一点儿忙也帮不上，”福斯特轻蔑地说，“只会说一些陈词滥调。”艾瑞丝并非福斯特特别想演的角色。热裤、马笼头般的胸罩和楔根凉鞋的穿戴已经把她吓得够呛，而斯科塞斯又加了一场新写的戏，让艾瑞丝和斯波特在一首巴里·怀特风格的歌曲伴奏下跳舞和口交，福斯特拒绝这样做，哪怕只是做做样子。最后，还是她的姐姐康妮前来救驾，替她包办了所有“高难度”的场面。
其实，这些戏以及所用的背景音乐都是哈维·凯特尔设计出来的，他还与该片的台词编辑一道创作了那首名为《我爱你宝贝，来吧》的歌。拍摄前的几周时间里，凯特尔一直与他找来作为斯波特原型的皮条客一起在演员工作室研究这个角色。
“皮条客身上有一种伟大的人性光芒，”他把自己的研究结果告诉斯科塞斯，“这种人性不是来自于善良，而是出自对苦难的领悟。他们生活在一个有很大需求的地方，而这些需求通常来自于穷人、破碎的家庭和对生活无望的人。”凯特尔掩盖了他的皮条客朋友是黑人的事实。实际上，在施拉德的第一稿剧本中，所有的皮条客和妓女都是黑人，但是朱丽娅劝他作了修改，以免有种族歧视之嫌。
凯特尔相对很好理解，福斯特发现德尼罗是虚无缥缈、难以捉摸的。筹备阶段，他给她打电话，约她一起喝咖啡。“我们乘出租车和地铁几乎逛遍了纽约所有的餐馆，”她说，“从布朗克斯到西班牙人聚居的哈莱姆，我们一遍又一遍地排练着对手戏。每当我厌烦的时候，他就会弄出一些新花样。他是对的。如果你想有所提高，你就必须吃透你的戏，直到厌倦。这样你才会熟能生巧。”斯科塞斯像填鸭似的把大量经典场面运用到《出租汽车司机》中。许多场面来自于让一吕克·戈达尔，包括《我知道她的二三事》里阿尔卡与塞尔泽在镜中的特写以及《蔑视》中两人交谈时的摇移镜头。其他一些则来自纽约著名摄影师的作品。作为高潮的屠杀场面显然受到了亚瑟·弗里格的摄影作品《著名的求救信号》的影响，这幅照片表现的是谋杀现场的血腥场面。特拉维斯在总统候选人查尔斯·帕拉汀拉票会上与联邦特工的遭遇令人联想起罗伯特·弗兰克和加里·威诺格兰德的作品，他们总是习惯于把人物放在画框的一边，视线投向画框之外，或者不露人物的头部，将关注焦点集中在他们的肢体语言。
斯科塞斯曾对影评家戴维·厄伦斯坦说：“在拍咖啡馆这场戏时我遇到比较大的麻烦，我把西比尔和鲍比安排在靠窗的座位上，这样你就能看到哥伦布环岛的全貌——公共汽车和城市里的各种灯。这很重要，因为城市在这部电影里扮演了一个角色，而这场戏就是为了突出这一点。我不得不单独拍摄西比尔和鲍比，他们所在的画面中有一半是窗外的景色。那个夏天炎热且多雨，闪雷暴雨经常使我们的拍摄被迫中断。当我回来继续拍时，我几乎接不上我们已经拍摄的镜头，只好等待天气的变化。这很费时间，而时间就是金钱。制片公司说，‘难道你们就不能换个机位吗？难道你们就不能让西比尔靠着墙坐吗？”’不用说，斯科塞斯拒绝了。毕竟他是那个因为修改混音时一点瑕疵的要求不被批准而威胁要从《愤怒的公牛》里拿掉名字的导演。
影片的高潮部分，即特拉维斯冲进斯波特的寓所营救艾瑞丝的那场戏，是在斯科塞斯于89街和哥伦布林荫道交界处租下的房子里拍摄的。整场戏被分成了几段拍，于是演员和剧组人员每天都要在沾满血迹的楼梯上爬上爬下，这场戏以一个沿着楼梯缓缓摇下的镜头结束。
出于对镜头运动速度和进入画面内容的严格要求，斯科塞斯和剪辑师玛西娅·卢卡斯将德尼罗的攻击行动变成了半机械的行为。面色铁青的他在出奇般的静默中爬上楼梯，在枪林弹雨中实施屠杀。除了艾瑞丝，所有人均被击毙，而当把枪口对准自己时，却发现子弹已经用光。他瘫倒在沙发上，冷笑面对赶到的警察，并用沾满鲜血的手指对准太阳穴，连续做了三次扣动扳机的动作。
