为Idea Factory和Compile Heart于2011年8月18日所开发的PlayStation 3用电子角色扮演游戏。人物设计及原画与2010年8月19日发售的前作《超次元战记 战机少女》相同由插画家Tsunako担任。第三代作品《神次元战记 战机少女V》于2012年8月30日发售。重制版游戏《超次次元战记 战机少女Re;Birth2 妹妹世代》（日语：超次次元ゲイム ネプテューヌRe;Birth2 SISTERS GENERATION）于2014年3月20日在PlayStation Vita平