システムも前作までから大きく変更されている。ミッションという形での完全なステージ制となっており、前作までのような戦略マップは存在しない。クリアしたミッションには再挑戦することもできる。本作では艦隊戦としてのシミュレーション要素をメインとし、前作までのような乗組員の配置換えなどの要素はオミットされた。
ミッションの流れは、導入部としてムービーが流れた後、艦艇・艦載機ユニットによる複数の部隊を編成、および隊列と初期位置を決定し、戦闘に臨む。戦闘後は再びムービーが流れた後、リザルト画面となり、評価に応じてボーナスポイントを獲得する。このボーナスポイントは艦の修理やアイテムの開発・生産に使用される。ボーナスポイントは艦を解体することでも獲得できる。
諸設定（イスカンダルへの追憶）.
ストーリー（イスカンダルへの追憶）.
前々作の続編という点を強調するため、序盤の地球側では白色彗星帝国の残党軍との戦闘が描かれているほか、『遥かなるイスカンダル』の要素が盛り込まれている。また、アニメでは『新たなる旅立ち』と『永遠に』はストーリーの繋がりが薄かったが、本作では次作との繋がりを意識した要素が入っており、連続ワープ機関の試作品が登場している。
なお、『遥かなる星イスカンダル』でのストーリーの一部が回想ステージとして登場する。
キャラクター・メカ（イスカンダルへの追憶）.
また、本作からゲームオリジナルキャラが多数登場するようになり、メインストーリーにも深く関わって来る。地球側はコスモタイガー隊新人の椎名晶、古代守、真田志郎と同期の技術者として、松本零士作品の名物キャラクターであるトチローが大山歳郎として登場する。一方、敵勢力側は恒星エネルギー資源採掘艦隊指揮官のルーギスとクーギスが登場し、ヤマトがイスカンダルまで辿り着く間のエピソードで敵役を務める。
声の出演（イスカンダルへの追憶）.
宇宙戦艦ヤマト 暗黒星団帝国の逆襲.
ゲームDVDに前作『イスカンダルへの追憶』のクリアデータが収録されており、前作を所持していればメモリーカードを通して前作をクリア状態でプレイすることが可能となっている。
初回生産分には、設定資料集、および前作のBGM・主題歌が全て収録されたCDが特典として付いた。
ゲームシステム（暗黒星団帝国の逆襲）.
艦隊戦のゲームシステムは、前作とおおむね同一である。