2009年11月21日公開。1995年上映の『マクロスプラス MOVIE EDITION』『マクロス7 銀河がオレを呼んでいる!』以来、14年ぶりの「マクロスシリーズ」の劇場用作品となる。キャッチコピーは「歌で銀河が救えるわけないでしょ」。当初はテレビ版からの流用を含めて「総集編プラスアルファ」「新規作画は3割」とされていたが、登場人物の新コスチュームや新曲ライブシーン、メカデザインの改稿などが加わり、新規作画7割、再撮影9割、アフレコは全編新録音となった。物語はシェリルのマクロス・フロンティア船団来訪に始まり、おおむねテレビ版第7話までの展開をたどるが、クライマックスにはテレビ版終盤の要素も加わっている。河森は「テレビシリーズに沿っているのは前編の最初の1時間くらいかもしれないですね。以降はほぼオリジナルストーリーと思って頂いていいかもしれません」「完結編を見終わって、もう一度前編を見ると、新しく発見できることがある。そういう風に設計して作っていますと語っている。封切り時の上映館は30館。当時のハイターゲット向けアニメの興行形態である小規模公開での封切りながら、2009年11月21、22日の映画週末興行成績で第9位を記録し、1スクリーンあたりの平均興行収入ではトップとなった。公開後2週間で観客動員22万人を突破し、最終的に興行収入6.5億円を記録した。第14回文化庁メディア芸術祭アニメーション部門審査員推薦作品に選出された。2018年6月8日からは、『マクロスF』10周年記念としてTOHOシネマズ各劇場にてMX4D️版が公開された。
1925年川崎造船所製で、近畿日本鉄道南大阪線の前身である大阪鉄道が新造したデロ20形（21 - 24）である。近鉄の前身である関西急行鉄道に合併された時にモ5620形に改番された。1961年に譲受し、翌1962年に使用開始した。両運転台の制御電動客車21 - 24の4両からなるが、2006年9月に21、22、24が廃車され、23のみが在籍する。琴電への入線にあたり、軌間が異なるため台車が信貴生駒電鉄（現在の近鉄生駒線）から譲受した中古品に交換された。車体は14m級の半鋼製で、窓配置はF3'-1D2.2.2D2.2.2D1である。前面は5枚窓の丸妻から、3枚窓の平妻の貫通形に改造された。この時点で、22と24は側窓上に半円形の飾り窓の跡が残っていた。客用扉間にのみウィンドウシルがある。パンタグラフは長尾・琴平側（志度線では瓦町側）にある。車内は23と24の内装がニス塗り、また23は車内の側扉脇に彫刻を施された飾り柱が残っている。この後24の飾り窓跡は撤去され、1976年には老朽化が激しかった23の車体が更新された。23の車番が製造当初の切り抜き文字ではなく、ペンキ書きなのはこのためである。1988年から1991年にかけて、21・22・24も車体更新を受けている。この時に22に残っていた飾り窓の跡が撤去された。また乗務員室の窓形状が上段Hゴム支持の2段上昇窓から、1段下降窓に変更されている。ウィンドウシルも段つきから平板となった。譲受した当初は志度線での使用を想定して20形となったものの、主電動機出力が高かったことから琴平線で使用されることになった。志度線には20形の代わりに3000形が転属した。制御車の8000形、950形等と編成を組むことが多かった。1975年から1983年にかけて志度線と琴平線の転属を繰り返した。この頃、老朽化のために廃車候補になっていたが、志度線（および長尾線）で引き続き使用されることになった。志度線・長尾線では20形同士の重連で使用されることが多かった。1994年の志度線分断後は、同線の専属となり、主にラッシュ時の増結運用に充当されるようになった。2006年9月に長尾線所属の600形が800番台に改造の上増結用として志度線に転属し、代替として21・22・24が廃車となり、23は志度線全車冷房化後も動態保存予定車となることが決定した。当初は21がこの保存車両として予定されていたが、ニス塗りや飾り柱などの内装がより多く原型を残す23を保存する要望が高かったため、23に変更された経緯がある。23は2007年8月、600形および700形の志度線転属に伴い長尾線に転属した後、琴平線などで1000形、3000形、5000形と同じようにレトロ電車などの運用に就いている。他のレトロ電車と同じように茶色とクリーム色の塗装で運用されていたが、定期検査が終わった2015年春にファンタンゴレッドとオパールホワイトの旧塗装に変更された。この塗色は23が製造後90周年を迎えることを記念して、定期検査に先立って2014年夏にホームページ上で行われた投票により決定された。ことでんの営業車両でこの塗装の車両が走るのは2007年に5000形500の塗装が旧塗装から現行塗装に変更されて以来である。現在は正面向かって左側にサボを付けているが向かって右側につけられている時代もあった。なお、2018年現在の台車と主電動機は1000形が新製当時に履いていた汽車会社ボールドウィン78系（弓形イコライザー）とアルゲマイネ社製USL-323B（48.5kw）の組み合わせである。23は2020年のゴールデンウイークの引退イベントにて、引退することが2019年ゴールデンウイークの特別運行で発表された。なお、近鉄からの他社へ移籍した車両は例が少なく、他には大井川鐵道に移籍した16000系が現存するのみである。