本作品はメディアミックス戦略を取り、同時期にPlayStation 2によるビデオゲーム、音楽集CD、本作品のDVD化、オリジナルアニメ（モノクロ版）DVDの再パッケージ販売、フィギュア付き食玩の販売、超合金ミニチュアの販売、鉄人28号解説本、実写版映画の公開、劇場版アニメの製作が行われた。また、原作漫画の完全復刻版の発売も開始された。

2007年3月には本作の作風（一部キャラクター設定については、相違あり）をベースにした劇場アニメが公開された（詳細は『鉄人28号 白昼の残月』を参照）。

原作の連載時期である昭和30年代を舞台に、「もはや戦後ではない」と言われた当時の日本の風物を積極的に取り入れ、ノスタルジックな雰囲気を醸し出しているのが特徴。原作のイメージを重視しているがストーリーはアニメオリジナルで、ロボット活劇よりも鉄人も含めた太平洋戦争の残した闇の遺産の数々に、戦時中の記憶を持たない少年である金田正太郎が直面するヒューマンドラマが重視されている。

オープニング映像は、アニメ第1作の雰囲気を残しながら鉄人の勇姿を描いている。昭和30年代の東京上空を鉄人が飛び、夜の銀座交差点、跳ね上げ式の勝鬨橋、隅田川土手、おばけ煙突などが登場する。

放送中の2004年4月15日に原作者の横山光輝が急逝したため、追悼文を画面上部に流した（ローカル編成の深夜アニメのため、追悼文が流れた日付や話数はネット局によって異なる）。

26回放送分の内、前半部は2話または3話構成のオムニバス形式となっている。鉄人登場編2話、モンスター編3話、スリルサスペンス編3話、ケリー編3話、短編集3話、京都編2話となっている。短編集3話では鉄人はほとんど活躍せず、正太郎の少年探偵としての活躍を描いている。それぞれの部分は独立性を持ちながらも、後半部の伏線として、「戦争と兵器」、「人造人間」、「善悪はリモコン次第」、「超人間」、「科学者の悲劇」、「人工知能」についてを説明している。

後半部は連続したストーリーであり、まだら岩編4話、黒部編6話となっている。この部分は原作の設定がかなり変えられた部分が多い。大塚署長が更迭され、敷島博士が自殺し、鉄人の行動が制限され、少年探偵としての活動もできなくなり、金田邸も取り上げられて、暗い雰囲気が漂っている。大塚署長と敷島博士の関係も、前半では公人としての関係を保っていたが、後半は無二の親友に切り替えられている。ただし、結末に関しては本来原作者である横山がやりたかったとされるものを元にしている。

予算面から大型ロボットの格闘シーンは少なくならざるを得ず、その代わりに正太郎とその「父」である金田博士、大塚署長、敷島博士らとの親子の情愛が強く描かれている。

科学技術に溺れる科学者とその悲劇を繰り返し描いている。しかし、科学や科学者自体を否定的に描写するのではなく、時代の流れからやむをえないものとして捉えている。

原作は昭和30年代において科学の最先端を描くため、舞台は欧米風で、登場人物はドライだが、本作は21世紀において昭和30年代を描くため、日本風や昔風のものが多く、登場人物はウエットである。

第二次世界大戦末期、大日本帝国陸軍は決定的な兵士不足に悩まされていた。そこで考えられたのが不死身の兵士「鉄人」を作り出す鉄人計画であった。鉄人計画には当時天才科学者と謳われていた金田博士が選ばれ、南方に在る陸軍秘密研究所で鉄人達を開発していたが、計画はかなり難航していた。そんな折、金田博士の息子である正太郎が東京大空襲で死んだという報せが入った。金田博士は悲しみのあまり28番目の機体に「正太郎」と名付け、我が子の様に大切に作り上げた。そして遂に大日本帝国の劣勢をたった一機で覆すほどの性能を秘めた人型最高兵器・鉄人28号が完成する。だが、アメリカ軍が秘密研究所に空襲を仕掛け、金田博士は敷島に「この世には生まれてはならない物がある」と言い残し、鉄人と共に爆撃を受ける。敗戦後、敷島が日本に復員すると、何と金田正太郎が生きている事が判明する。

10年後、敷島重工社長として日本の再建に奔走していた敷島は政府高官に呼び出され、南方から巨大な砲弾が日本に向かって発射された事を知らされる。その頃、少年探偵として成長した正太郎はギャングの村雨一家を追っていた。村雨一家を建設中の東京タワーに追い詰める正太郎だが、運悪くそこに謎の砲弾が落下する。しばらく気絶していた正太郎だが、目を覚ますと大塚署長と敷島博士が口論しているのを発見し、2人に近付く。その直後に巨大砲弾が割れ、中から巨大なもう一人の自分「正太郎」こと鉄人28号が現れ、ここから正太郎は徐々に戦争の闇と時代に取り残された者達との戦いに巻き込まれてゆく。

鉄人28号、ブラックオックスについては該当の項目を、それ以外については鉄人28号の登場ロボットを参照。

• 鉄人28号
• 鉄人27号
• ブラックオックス
• バッカス
• ギルバート
• 超人間ケリー
• ロビー
• VL2号
• サターン
• カニロボット
• ギャロン
• ファイア二世
• ファイア三世

• 第4回の冒頭に、音楽を担当した千住明がアニメで出演し、コンサートの指揮を行っているシーンがある。
• 本作の一部の場面には、『ジャイアントロボ THE ANIMATION -地球が静止する日』の場面を思い起こさせる箇所がいくつかある。以下はその例。
• 村雨健次がまだら岩でPX団団員に変装するが、髪の毛が浮き出てしまっているために団員に怪しまれる。また、自分を不死身と自称するシーンもある。
• ビッグファイア博士の「だまらっしゃい!」というセリフ（『ジャイアントロボ』ではBF団の策士・ 諸葛亮孔明のセリフ。演じているのはどちらも中村正）。
• 中条長官がバシュタールの惨劇の惨状について語る場面に、高見沢秘書と有本博士（原作ではそれぞれ大塚加代子と牧村博士に相当）に似た人物が登場する。
• 今作の鉄人の起動音と『ジャイアントロボ』のロボ（GR-1）の起動音が同じ。
• 敷島博士の「自殺」の状況は下山事件を元にしている。
• 京都編で敷島博士たちが乗車していたパトカーのナンバーにあった“古都町”は、『七人のナナ』の舞台となった街である（古都町はどことなく京都を思わせる街だった）。
• TV版7話に登場した林葉、木枯、森沼の3人組の名前は、『七人のナナ』のナナ応援団の3人組の名前である。このうち正太郎役のくまいもとこが演じていた森沼もとこは、京都編で正太郎がロビーを追いかけている時などに背景に描かれていた表札にも苗字のみ登場した。他に『七人のナナ』に登場するキャラクターに由来する名前は、劇場版に登場する萱野月枝が挙げられる。

• 村雨健次がまだら岩でPX団団員に変装するが、髪の毛が浮き出てしまっているために団員に怪しまれる。また、自分を不死身と自称するシーンもある。
• ビッグファイア博士の「だまらっしゃい!」というセリフ（『ジャイアントロボ』ではBF団の策士・ 諸葛亮孔明のセリフ。演じているのはどちらも中村正）。
• 中条長官がバシュタールの惨劇の惨状について語る場面に、高見沢秘書と有本博士（原作ではそれぞれ大塚加代子と牧村博士に相当）に似た人物が登場する。
• 今作の鉄人の起動音と『ジャイアントロボ』のロボ（GR-1）の起動音が同じ。

• 原作 - 横山光輝
• 監督・シリーズ構成 - 今川泰宏
• キャラクターデザイン - なかむらたかし
• 美術監督 - 東潤一
• 色彩設計 - 菊地和子
• 撮影監督 - 土田栄司
• 編集 - 瀬山武司
• 音楽 - 千住明
• 音響監督 - 本田保則
• プロデューサー - 田中渉、五郎丸洋介、森尻和明
• アニメーション制作 - パルムスタジオ
• 制作 - GENCO、ガンジス
• 製作 - 敷島重工

ストーリーの場面に合わせて多くのBGMが作曲されている。特に印象的なものは、鉄人の戦闘場面で流れる「蘇る無敵の兵士」、戦後復興の状況説明場面で流れる「復興と進化」などがある。他のテレビ番組のBGMとしてもしばしば利用されている。曲リストはキングレコード公式サイトにて

サンドロット開発のPlayStation 2用ゲーム。金田正太郎の視点になり操縦器によって巨大な鉄人28号を操り、敵ロボットと戦うゲーム。敵ロボットを操るのはX団、十字結社、ビッグファイア博士等。話は世界征服を狙うX団が送り込むロボットを次々に破壊していくことで進んでいく。登場人物の声はアニメ出演者と同じであり、アニメで使われたセリフがそのまま使われる場面もあるが、ストーリー自体はアニメとは異なっており、予算面の都合でアニメでは出来なかったアクション主体の王道ロボット活劇となっている。

同開発陣が手掛けた『リモートコントロールダンディ』や『ギガンティックドライブ』のノウハウが活かされた同系統の路線となっており、これらの作品とシステムやゲーム構成が似通っている。

登場するロボットは鉄人28号以外にも、ブラックオックスやモンスター、ファイア2世など様々であり、それぞれ独自の戦闘能力が設定されている。

戦闘が行われる場所は昭和30年代のビル街、港湾施設、木造住宅地、田畑である。その中を正太郎は自由に走り回ることができる。また、ビルや住宅、木々や電柱を持ち上げてロボットの武器として使うことができる。その結果、ロボットの戦闘が行われた場所は廃墟と化す。

操縦器は原作の雰囲気を残していて、右パンチ、左パンチ、歩行、飛行が自由自在にできる。ストーリーの進行につれて経験値をつみ、新しい技を習得したり、より大きなパワーを得ることができる。

鉄人には特殊な武器や光線はないが、パンチやダッシュ等が非常に効果的な技として設定されている。また、空を飛ぶことができるが、その際正太郎を手のひらの上に乗せることができる。基本的に操縦は正太郎の視点から行うため、死角となる建物や敵のロボットの陰、それらを破壊したときに出る爆風によって鉄人が見えない状態になると操縦が非常に困難になるため、正太郎は常時鉄人の近くを保持しなくてはならない。しかし、ロボットの戦闘に巻き込まれると正太郎が死ぬこともあり、非常に危険である。また、鉄人を操縦している最中は操縦者の操作ができず、ステージによっては直接正太郎を攻撃してくる敵が出てくる。そのため、時には鉄人の操縦を中断して正太郎の安全を確保することも重要となる。

ブラックオックスは、電波撹乱機能、熱戦放射の機能を持ち、非常に強いロボットになっている。

昭和30年代に子供であった世代の夢、「鉄人を操縦する正太郎になりたい」をゲームで実現した作品である。

2004年5月11日、第4作アニメのテレビ放送に合わせてスポンサーの江崎グリコから「タイムスリップグリコ鉄人28号編」が発売された。4種類のアクションフィギュアと5種類のジオラマがおまけとしてついた食玩だった。

本作品のテレビ放送終了時から、劇場映画版アニメの製作についての情報が流れていた。総集編になるという情報もあったが、最終的には諸設定を共有するが全く別の世界を描く作品となっている。詳細は『鉄人28号 白昼の残月』を参照のこと。