スーパーヒーロー作戦
一万二千年前にムー大陸を支配した不思議界フーマの帝王。当時の戦いで伝説の戦士シャイダー(現在のシャイダー=沢村大の祖先)に首と肉体を切り離されたため、子孫である大に強い恨みと憎しみを抱いていた。かつて宇宙刑事との戦いで死んだマクーのハンターキラー、マドーのサイコラーを地球制圧のために復活させている。後半でETFと協力してカラータイマーを奪取したが、ユーゼスと神官ポーの裏切りに遭い、宇宙刑事と快傑ズバットによって倒される。
ジョンスン島にてTDFが生態調査のために捕獲した怪獣。輸送中にデビルガンダムを運搬していると勘違いしたドモンに襲撃され、暴走して大阪を襲う。
ウルトラマンによって倒されるが、その後も雑魚敵として度々登場する。
演 - 妹尾洸(剣流星) / 声 - 飯田道郎(メタルダー)
古賀博士が第二次世界大戦で死んだ息子をデザインに開発した限りなく人間に近いロボット。良心回路が不安定なジローを助けたり、不意打ちでやられたトップガンダーを匿ったりと心優しい人造人間だが、凱聖バルスキーや殺し屋ワルダーのような悪でありながらも善の心を持つロボットを平気で見殺しにしてしまうネロス帝国の帝王ゴッドネロスに対して怒り、憎しみを抱いている。
ユーゼスの創り出したダンジョンでゴッドネロスとの決着の際、止めを刺した瞬間、ゴッドネロスによって生命機能を破壊され、死を選ばざるを得なくなるため、主人公の覚悟を決めた協力によって命を断ち、ガイアセイバーズのメンバーで最初の犠牲者となった。しかし、彼の魂は主人公の心の中に刻み込まれ、ユーゼスの繰り出す念動力に苦しむ主人公を助け出すきっかけとなった。
ガイアセイバーズがユーゼスとの決戦を終え、彼も本来の次元へ戻った際、古賀博士によって再び超人機として目覚めた。博士がこれから始まる「戦い」のことを教えようとした直後、彼は敵のネロス帝国のことを知識に入れており、ネロスと戦うことを博士に誓う。
ネロス帝国に仕える「戦闘ロボット軍団」の軍団長。正々堂々とした一対一の戦いを好む古風で誇り高き戦士。後半、ドモンと戦いを通して友情が芽生え、TDF基地の救出に向かったガイアセイバーズのライとも拳を交えている。ゴーストバンクでの決戦でメタルダーと戦い敗れるも、「ドモンたちと戦えて良かった」と台詞を残し倒れる。
ギャバンたちが所属するバード星の銀河連邦警察の長官。声のみの登場。ペガッサ星の爆発を阻止できなかった事で多くの星からの信頼を失った事に対し非情な決断を下すが、ギャバンのために地球は守り続けるように命ずるなど、気の利く一面を見せる。
バラージ国の砂漠でTDFを襲撃する。連続航空機墜落事件の犯人である蟻地獄怪獣で、光明寺博士の護送機を撃墜したことで彼がダークの囚われの身になってしまう。ウルトラマンとアールガンに倒された。
演 - 真山譲次(サブロー) / 声 - 飯塚昭三(ハカイダー)
キカイダー打倒のためにダークが光明寺博士をマインドコントロールして造った改造人間で、キカイダーのライバル。原作とTV版の設定が混合されており、キカイダーを目の敵として悪意に満ちているが、卑怯な手段を非常に嫌っており同じダークの一員であるヒトデムラサキが人質を取った際には人質を勝手に解放するなど、味方の思惑などを無視してまで自身の行動を突き通す面も見られる。キカイダーの破壊のみが彼の目的であったために、カイメングリーンがキカイダーを粉々にしたことから後にカイメングリーンを倒してダークを裏切り、一匹狼と化す。その後、改心したトップガンダーと一騎討ちをして敗北。死んだと思われていたが、光明寺博士の脳はトップガンダーによって博士の元へ返されたが、肉体はギルに占領され、ギルハカイダーとなってしまう。
ギルに支配された後にシルバー、レッド、ブルーを引き連れたハカイダー四人衆となって、自身は破壊ロボット軍団凱聖としてネロス帝国に仕えるようになったが、人造人間チームによって四人全て倒される。
SDにディフォルメされたロボットアニメや特撮作品のキャラクターが戦うクロスオーバー作品「コンパチヒーローシリーズ」の1つ。過去にコンパチヒーローシリーズとして、同様のコンセプトで発売された『ヒーロー戦記 プロジェクト オリュンポス』や『ガイアセイバー ヒーロー最大の作戦』の流れを受けて製作された。スーパーロボット大戦シリーズに並ぶ新たなクロスオーバー作品としてシリーズ化を目指し、2作目の『スーパーヒーロー作戦 ダイダルの野望』が製作された。タイトルロゴも、同シリーズと同じ字体を使用している。
本作は2000年に発売された『スーパーロボット大戦α』(以下『α』と表記)との関連性をもたせており、主要キャラクターのイングラム・プリスケン、ヴィレッタ・プリスケン、ユーゼス・ゴッツォは『α』にも重要な役割で登場。また、サブキャラクターのクスハ・ミズハ、ブルックリン・ラックフィールド、レオナ・ガーシュタイン、リョウト・ヒカワの4人は『α』の主人公となる。エンディングのスタッフロールの最後には『α』に続くかのような文があり、『α』において、犯罪組織バディムの言及や本作での台詞が使われていたりと繋がりを匂わせる部分が多い。これは本作が、イングラム、ユーゼスにとって『α』の前日談にあたる作品となっているためである。なお、『α』(およびその続篇)のストーリーも内包している「スーパーロボット大戦OGシリーズ」(バンプレストオリジナルのみで構成されるゲーム・アニメシリーズ)にも影響し、2作の人物・設定など内容と繋がり部分が多い。