《超級機器人大戰 W》是首款 NDS 平台系列作，收錄有 17 部機器人卡通動畫作品的劇情與角色，包括首次登場的「百獸王（台灣播映時譯作『聖戰士』）」以及當紅的「鋼彈 SEED」等作品。
遊戲的故事劇情採用前後兩部的方式構成，以呈現出時間流逝的感受。遊戲支援 NDS 的觸控操作與雙螢幕輔助資訊顯示，玩家仍可使用十字鈕等傳統操作方式遊玩。戰鬥畫面以 GBA《超級機器人大戰 J》為基礎加以強化，並利用 NDS 的雙螢幕來進行更精采的戰鬥演出，不過並未收錄語音。
《超級機器人大戰 W》參戰作品如下：
| ○勇者王我王凱牙 ○勇者王我王凱牙 FINAL 驚爆危機！ 驚爆危機？校園篇 ☆驚爆危機 The Second Raid 機動戰艦 NADESICO 劇場版 機動戰艦 NADESICO －The prince of darkness－ 新機動戰記鋼彈 W Endless Walts 機動戰士鋼彈 SEED |
☆機動戰士鋼彈 SEED ASTRAY ☆機動戰士鋼彈 SEED X ASTRAY 宇宙騎士 TEKKAMAN BLADE ☆宇宙騎士 TEKKAMAN BLADE Ⅱ ☆DETONATOR ORGUN 魔神皇帝 魔神皇帝 死鬥！暗瓣j將軍 蓋特機器人 G 真‧蓋特機器人（原作漫畫版） ☆百獸王 GOLION |
| ※標示☆者為首度參戰作品，標示○者為首度登上掌機平台的作品 |
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NDS《超級機器人大戰 W》預定 2007 年 3 月 1 日推出，定價 6090 日圓（含稅）。
