富山は、メカゴジラに搭乗して操縦するのはありがちでアニメ的になってしまうとの考えから、遠隔操縦という設定とした。また、三村は『vsメカゴジラ』との差別化も意図していたことを語っている。DNAコンピューターなどの設定は、三村が当時の科学記事などをもとに発想した。手塚は、メカゴジラが自力で飛行して現場まで向かうのはエネルギーを消費しすぎるとの考えから、運搬する輸送機を設定した。『東京SOS』では、前作で痛手を受けて事実上弱体化した状態であるが、手塚は雑誌『テレビマガジン』などでは「パワーアップ」と紹介されており、困惑したとの旨を語っている。『東京SOS』の脚本を手掛けた横谷昌宏は、モスラのピンチに駆けつける王道のヒーローというイメージであったと語っている。初期案では、義人のミスによって機龍がシステムダウンし、修理が長引くという展開が予定されていたが、話がダレるとの判断からカットされた。名称.「重装型」「高機動型」の名称はソフビ人形化に際し命名されたものである。当初は「ノーマルタイプ」「武装タイプ」となっていたが、特撮班助監督の清水俊文は武装を外すと弱くなったように感じたことから「重装型」「高機動型」を提案し、製作補の山中和成によってこれが採用された。デザイン.西川は、設定にある素体の筋肉や骨は直接的に見せず、骨格のイメージを外装の形や配置にも反映させており、脊椎や肋骨のイメージを取り入れている。腰部は人型に見えないようパイプでボリューム感を出しつつ、アクションの要ともなることから動きの邪魔にならないよう考慮している。また、内部に生体組織が詰まっていることから、旧来のような内蔵型の武装は無理だと考え、バックパックユニットを設定してバーニアも足の裏ではなく空間が取れる太腿部に設置した。バックユニットはパトリオットミサイル、腕部レールガンはアサルトライフルをイメージしていた。装甲が外れた骨と筋肉で構成される内部構造もデザインされていたが、これを見たプロデューサーの富山省吾からは、「グロテスクにならずに気持ち悪くせず純粋にかっこいいメカにしてくれ」と要望されたという。