登場人物のうち、カメさんチーム（生徒会チーム）のメンバー構成について、キャラクター原案の島田フミカネは「某ギャグアニメの悪役トリオをモデルにした」と語っている。劇場版で本格的に登場した継続高校はフィンランドをモチーフとしており、校名は継続戦争に由来している。水島はフィンランドに対して「静から動へ」というイメージを抱くと同時にあこがれを抱いており、いつかは登場させたいと考えていたものの、時間の都合からテレビアニメ版に登場させることはできなかった。劇場版制作にあたり、水島自身は継続高校を影の主役と位置付け、隊長のミカに物語冒頭と最後のセリフを与えている。また、水島はフィンランドの民俗楽器・カンテレについても以前から知っており、最初の段階から劇中に取り入れることを考えている。また劇場版から登場したクラーラについて、漫画家でキャラクター原案を担当した野上武志は、容姿はキャラクターデザイン担当の杉本功がジェーニャの写真からデザインしたが、彼女への出演依頼を行ったのは収録直前だったと語っている。
企画立ち上げ当初、「戦車道弱小校」と「学園艦」という設定だけが決まっていた段階では、雪と山が多いために戦車を動かすことが難しい山陰地方の港町を舞台にする予定であった。しかし山陰は東京からロケハンを行うには遠すぎるため、港町で東京からも遠くない大洗町に白羽の矢が立ち、ロケ地探しの便宜を大洗町に依頼する。この時、制作側と大洗町側は「このアニメで町（地方公共団体）を巻き込まない」「経済効果の話をしない」と約束している。過去に行政が主体となってアニメで町おこしをしてトラブルが起きたケースがあること、確実にヒットするという保証がどこにもないこと、ヒットしてもブームが過ぎれば水泡に帰すこと、そして劇中のこととはいえ、戦車によって街が破壊されることが理由である。杉山は公式ツイッターアカウントで、訪問者にルールとマナーを守るよう常に呼び掛けている。その一方で杉山は、地域住民はファンを「ガルパンさん」と呼んでおり、ファンのマナーは良い、と主張している。
アクタス社長の丸山俊平は、バンダイビジュアルの湯川淳に本作の製作を相談したところ、湯川から「旬なクリエイターを一人連れてこい」という条件を提示された。丸山は伝手をたどってミリタリー雑誌『MC☆あくしず』への連載などで知られる島田フミカネを紹介してもらう。丸山は先輩アニメーターから「本格的な戦車ものはコストに見合わないからやってはいけない」という言葉を受けていたが、アクタスとしてここまで確たる成果が出ていなかったこともあり、戦車を題材にすることが決まって以降は「アクタスと自分にとって最後の作品になる」という気持ちで臨んだと語っている。監督の水島努は企画を受け取った際、戦車と女子高生という両極端な組み合わせに興味を持ち、監督を引き受けた。そこへシナリオライターとして吉田玲子が加わり、アイデアを出し合った。戦車同士の戦いを戦車道という女性向けスポーツとして描くアイデアは、戦争の道具である戦車から戦争の雰囲気を取り払う目的で提案されたものである。
第63回戦車道全国高校生大会には、この他にマジノ女学院・ヴァイキング水産高校・ボンプル高校・ヨーグルト学園・ワッフル学院が登場する。。このうち、マジノ女学院とボンプル高校は、スピンオフ作品『激闘!マジノ戦ですっ!!』と『リボンの武者』でその概要あるいは詳細が描かれている。
読みは「あおしだん」。和歌山県を本拠地とするスペイン系学校。無限軌道杯1回戦でサンダース大学付属高校と対戦するが敗北。使用する戦車はT-26、BT-5、II号戦車E型、III号戦車J型、III号突撃砲G型、IV号戦車H型。
鳥取県を本拠地とするオーストラリア系学校。無限軌道杯1回戦で知波単学園と対戦するが敗北。隊長は本物のコアラである。使用戦車はセンチネル巡航戦車。
本作の戦闘システムは、対戦型格闘ゲームのようにサイドビューの1ラインで戦う従来の基本的な戦闘システム「LMBS（リニアモーションバトルシステム）」と、ナムコの格闘ゲームから採用された戦闘システムを融合させた「X-LMBS（クロスオーバー・リニアモーションバトルシステム）」。戦闘は「わかりやすく」ということを意識しており、そこから考案された要素として、隣接する敵の背後に回り込む行動「パッシングスルー」や、敵が特殊な行動を取ろうとする際に表示される「コーションシグナル」がある。本作の術技は、「爪術（そうじゅつ）」と言い、特技・奥義・投げ技・我流奥義を使用する「アーツ系爪術士」と、術を使用する「ブレス系爪術士」がいる。いずれの術技も発動にはTP（テクニカル・ポイント）を消費する。TPは戦闘中1秒ごとに、また戦闘勝利時に一定量自動回復する。従来と違い、戦闘不能になるとHPとともにTPも0になる。術はレベルを上げることによって手に入る「呪文書」に書かれた量の「スカルプチャ」を集めることで初めて使用可能となる。投げ技はセネルとボスキャラクターのヴァーツラフのみが使用でき、通常はダメージを与えられないダウン中の敵にダメージを与えられ、投げた敵がほかの敵に命中すると命中した敵にもダメージを与えられる。セネルは投げ技を複数持っており、敵に設定されている「重さ」に合うものでなければ効果はない。我流奥義は習得した特技・奥義を使い込むことで入手できる「極意」を組み合わせることで使用可能となり、特定の種族以外には効果は薄い（もしくは無効）が大ダメージや状態異常を与えられる。相手にダメージを与えたり味方がダメージを受けたりすることで溜まる「クライマックスゲージ」を満タンにすることで、敵が一定時間無防備の状態で停止する「クライマックスモード」を任意で発動できるようになる。発動中には味方の状態異常が回復し、敵に当てた攻撃は全て連続ヒットしたものとみなされ、ゲージが多く残っているほど大きなダメージを与えられる連携攻撃「クライマックスコンボ」を繰り出すことが出来る。その他のシステムとして、「敵キャラクターの残存体力の円グラフによる表示」、敵の周囲に展開され、入ると状態異常や能力低下といった変化を引き起こす円陣「FOE（フィールド オブ エフェクト）」、「術者操作時の特殊操作による詠唱時間短縮」といったものがある。また従来との違いとして「マルチタップ未対応による協力プレイの不可」、「戦闘中の操作キャラクターの変更不可」という点があり、マザーシップタイトル第3作『テイルズ オブ エターニア』以降搭載されていたキャラクターごとの強力な術技「秘奥義」は本作では没となった。