大映宣伝部とのタイアップで、光文社発行の少年誌『少年』の1967年4月号別冊付録「少年コミックス」に、中沢啓治による漫画が掲載された。この作品はB5版サイズの単行本にされ、公開時に各劇場でも配られた。
「ガメラの歌」を主題歌として、 キングレコードレーベルで、朝日ソノラマからソノシートが発売された。ガメラ、ギャオスの解剖図解や「大迫力ドラマ」として俳優陣によるオリジナル音声ドラマが収録された。定価300円。
本作では「新怪獣ギャオス」のお披露目のため、新聞記者を集めて記者会見が開かれた。永田秀雅によると、記者たちは「この忙しい時にこんなことで呼び出しやがって」と怒ったというが、それでも笑いながら「どこが強いのか」などギャオスに対して質疑応答を行った。当時、人間以外の記者会見は前代未聞だったが、記者たちはこの会見や試写に必ず来てくれたといい、ブーブー言いながらも「ワンカットでいいから出してくれ」などと頼んで来る者もいたという。永田は「それほどみんなに愛された映画です。自分としても『ギャオス』が一番好きです」と語っている。撮影のためトヨタ自動車から借り出した「切断車両」はスチール撮影にも使われ、すみ子役の笠原が運転台でハンドルを握ったものや、この車両を前にした笠原を下からガメラ、背後からギャオスが囲んだ写真などが宣伝に使われた。劇場では、入場者特典として「ギャオスグライダー」が配られた。紙製で、切り抜いて飛ばせる新怪獣ギャオスのグライダーの他に、折って組み立てるガメラ、バルゴンも付いた。
造型はエキスプロダクション。前作『大怪獣決闘 ガメラ対バルゴン』のぬいぐるみの、顔つきを修正したもの。鋭かった目つきが、子供の味方らしく優しいものにされている。前作まで人が入ったままガメラに火を吹かせることがあったが、さすがに「危険過ぎる」との意見で、第1作で作られた上半身のみのぬいぐるみに炎を吐く仕掛けを仕込み、撮影に使われた。ラストシーンで富士山火口を登るモーター仕掛けで手足の動くミニチュアも、第1作で作られたものの流用である。このミニチュアはその後のシリーズすべてで使われている。「英一少年がガメラの甲羅に乗る」という本作のハイライトシーンのために、20メートル四方の巨大なガメラの甲羅が作られた。また本作では機電を組み込んだ回転ジェット用の等身大ミニチュアが用意され、ギャオスとぶつかり合わせている。ジェット噴射は棒の先に火種をつけたもので着火していた。この火薬は1分半ほどしか燃焼時間が無く、高速度撮影でもたせているが、無駄のないよう着火のタイミングを合わせるのが大変だったという。火薬は一本3,000円（当時）したため、4本使う回転ジェットでは1カットに合計12,000円かかった。次作『ガメラ対バイラス』では脚だけ引っ込めて飛ぶミニチュアが使われたが、これは火薬の数を減らすための予算削減の工夫だった。
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