創通・フィールズ・フライングドッグからオリジナル企画の相談をされた谷口悟朗が各社の要望を調整してまとめたものが、本作の企画の大元となった。それをテレビアニメとして制作しようというところから始まった本作に、全体の面倒を見てほしいということで総監督を担当することになった谷口は、各社の要望をまとめやすくするためにもチームものにしたいと考えた結果、警察もので主人公たちの捜査権が最初から限られている実験部署が良いという形に落ち着いた。

谷口は、本作までの作品ではテロリスト側ばかりを描いてきたが、初めて体制側を描く本作では体制側ゆえに現状維持でいいため、主人公たちがしょっちゅう飲み会をやっていることにもつながった。エンターテインメントとしての要素が必要という話になった当初、それが巨大ロボではないと考えた谷口は、一般人も対象にするためにどこかで見たことがある記号を意図的に使おうと、パワードスーツとして理解できるウィルウェアが生み出されることになった。そのため、作中時代も企画当時から見た近未来（2035年）に設定されている。

本作の制作に際し、アニメーション制作を手がけるプロダクションアイムズの公式サイトで「きちんとしたテレビシリーズを作る」と宣言した谷口は、毎週気楽に楽しめるスタイルにこだわったため、脚本を複数の脚本家に依頼したり、次回予告も初めてノータッチとなったが、それらについても責任は取るという。本作ではドラマの要素は映像の影に隠そうと考えており、声優にもその旨は伝えている。

監督の秋田谷典昭は『ガン×ソード』（2005年放送）をはじめとする数々の谷口作品に参加してきたが、一旦は離れるもいつかまた一緒に仕事がしたいと思っていたところ、彼が総監督の企画があるとプロダクションアイムズから聞き、すぐに飛びついた。

本作の企画がシリーズ構成の荒川稔久に届いたのは、彼が2013年にプロダクションアイムズ制作の『俺、ツインテールになります。』を担当していた前後のことだった。かつて担当したスーパー戦隊シリーズ第28作『特捜戦隊デカレンジャー』（2004年放送）のような作風を依頼された荒川は、久々の警察ものを楽しみにしながら企画書に目を通したが、この時点ですでに時代や舞台の設定、組織の人員などは企画書にかなり固まっていたため、その意味ではやりやすかったという。素材としての面白味に加え、舞台設定とキャラクターに膨らませる余地を感じ、キャラクターの立場をいじったことで、役職が入れ替わった者もいる。この結果に荒川は、「アニメならではという感じが出たのではないかな」と分析している。

谷口と組むのは本作が初であり、彼の過去作品の印象から「痛快にやっていい」と信じられるようになるまで約2か月はかかったうえ、当初に執筆したのはハードな内容だったが、「もっと痛快に」と要請されて書き直した結果、各話に必ず1つ、さまざまな形で「痛快な見どころ」が用意されることになった。

キャラクターを物語の潤滑剤として、「小難しい要素も入れたい」という谷口の要望に応えられたのは、アニメーションキャラクターデザインの西田亜沙子の功績が大きいという。小難しい要素をやりすぎないように気を付け、谷口との相談でだんだん積み重ねながら形にした荒川は、谷口の「どこから見ても面白いうえ、最初から見ても物語のつながりで二度楽しめるようにしたい」という1話完結の提案に応えたが、当初は1クールものになる予定であり、「裏設定的なものも含めて広げられるだけ広げて回収できなかったものは、第2期が制作できるならそっちで」というゆるさだった。それゆえ、2クールと決定した後は各話の密度を上げるため、2クール目へ回された要素もあるという。

監督の秋田谷は、サブキャラクターの設定を担当すると共に、1クール目は作品を俯瞰して見るために絵コンテを描かず、各話数の演出でさばけない仕事を担当するなど、制作現場の取り回しや小ネタを担当したが、実際に回したそこが想像以上に何も頼れない状況であることに気付き、原作の無いオリジナルゆえの大変さも痛感したという。色彩も含めてメリハリのある画面にしたい秋田谷は、ウィルウェアを装着したキャラクターを映す際に瞳の中の処理を何パターンもテストし、いかに映えさせるか試行錯誤を重ねたほか、プロダクションアイムズは若いスタジオゆえに「エピソードのメインとなるキャラには、スケジュールが少し押しても修正を入れたい」と相談してくる子が多く、「作品を少しでも良くしたい」という制作には「何かあれば責任を取るので、納得するまでやってほしい」とバックアップを行うなど、チームとして成長していることを実感した。

メカものを単独で制作できるスタジオは今やほとんど存在しないため、オレンジのノウハウを借りて可能な限り任せた結果、アドリブでアクションやカメラワークをやってもらえたうえ、スケジュールギリギリまで折衝してくれたため、秋田谷は「スタッフ全員で作っている作品なんだな」と改めて思ったという。オレンジの3DCGは、谷口の「指導しなくちゃいけないかな」との覚悟をいい意味で裏切り、基礎的な打ち合わせだけで彼の要求をかなり満たした。第1話でウィルウェア装着者2人がそれぞれ警察手帳を出すカットは手違いから谷口が指示を出す前に制作されたが、上がってきたカットにはオレンジなりに2人の性格を踏まえた別々の芝居付けがされていたため、その出来を見た谷口には特撮のスーツアクターに例えて高評されている。オレンジもシリーズ構成が特撮作品で知られる荒川であることを当初から意識しており、「特撮感のあるCGカットになるように心がけた」という。また、バーチャルキャラクター「Liko」のキャラクター制作についても委ねられており、テレビアニメ『艦隊これくしょん -艦これ-』などで経験を積んだノウハウが注ぎ込まれ、キャラクターモデルは最初に作成されたという。

ほとんどの谷口作品で音楽を担当してきた中川幸太郎は本作でも音楽を担当しており、自身をして「最高傑作」と言わしめた。話の流れになっている注文に応じる一方、「今までと違うものを作りたいのかな」と感じた中川は、「とにかくツカミがある曲を作ろう」とイントロが長めの曲を多く作ったが、警察ものということはあまり意識せず、チームプレーみたいなものを最初のイメージに置いたという。

最初のキービジュアルに『踊る大捜査線』のような熱いやり取りを感じ、メインテーマのつもりでPV用の音楽を作ったが、感想は振るわなかったうえに「メインテーマとしてはもっと明るくてスポーツ的で、メジャーな感じにするように」と改めて依頼され、なかなかできずに後回しにして他の曲を作っていく中、今のメインテーマに辿り着いた。先にPV用を作って感想を聞けたのはありがたかったそうで、「もしあのまま一気に作っていたら、全体的に重苦しい感じになっていた」という。

オーケストラだけでなくデジタル音も使って作った軽やかな楽曲を「戦隊シリーズみたい」と意見されたこともあったが、同シリーズでは連綿と続くフォーマットの流れに乗って作るため、「好き勝手に作った本作の楽曲は本作用だ」と思っている。レコーディングミュージシャンは、トランペットにエリック・ミヤシロ、サックスに本田雅人、トロンボーンに中川英二郎を揃えたが、40曲ぐらい作る中で「自分1人でやっていると偏っているんじゃないか」と心配になり、彼ら以外にも色んなミュージシャンに参加してもらったほか、編成的にも普通なら頼めないようなホールで録音するなど、なかなか試せないことができたので、「前からやりたかったことをほとんどやってしまった」という。

2035年の東京。第三次流砂現象によって泥に沈んだ東部の復興が進むそこで、パワードスーツ「ウィルウェア」を用いた凶悪犯罪に対処すべく、警察庁警備局は吉祥寺分室に第五特別公安課第三機動強襲室第八係、通称「ダイハチ」を新設した。ダイハチのメンバーは、さまざまな法的制約としがらみに縛られながら、知恵と勇気と口八丁で対処していく。

こうしてダイハチは数々の事件を解決していくが、それらの裏には日本社会に混乱を起こそうと画策する犯罪集団「ロゴス」の存在があった。やがてダイハチの捜査で判明したロゴスの正体は少年・ミュトスを中心とする少数だったが、インターネットを介して暗躍する彼の手腕は、ダイハチはおろか日本の政治基盤やライフラインすら手玉に取るものであり、一時は事態を危惧した諸外国による軍事介入すら危ぶまれる事態にまで発展する。しかし、ミュトスの悲惨な過去を知ったダイハチによる尽力や、清濁併せ呑む日本政府による超法規的措置もあり、ミュトスが投降して事態は収拾する。

サミット開催に向けた「宇宙エレベータープロジェクト」が急ピッチで進む東京。ダイハチはロゴスによるテロから日本を救ったことで、今や日本中の注目を集める存在となっていた。しかし、ウィルウェアを悪用した犯罪は、その後も無くならない。円やあさみが去ったものの一癖のある新メンバーを迎えた黒騎たちダイハチの面々は、今日も知恵と勇気と口八丁、そして新たに成立した民間警察の協力を得て、凶悪事件に挑む。

やがてダイハチは事件を解決していく中、それらの裏で超法規的措置によって海外に逃亡していたロゴスのメンバーであるバ－ドこと八条と、彼と手を組んでいた東京都知事にしてダイハチの旧知でもある稲城が暗躍していることを突き止める。一時は証拠不十分で逮捕をまぬがれた稲城は、サミットの際にダイハチに協力したミュトスによって過去の犯罪を暴露され、逮捕される。その直後、八条によって爆薬を搭載された人工衛星が軌道を外れ、関東地区を標的としたテロが行われる。しかし、ダイハチや統合自衛隊、民間などの総力を結集した決死の作戦によって人工衛星は破壊され、その隙に逃亡を図った八条も逮捕され、事態は収拾する。

ダイハチのメンバーが出動する際に搭乗する、専用の鉄道車両。2両編成の1両目が第八総合室、2両目がウィルウェアの装着用システムと射出用カタパルトを備える。現場に向かう際には専用基地から出発して他の鉄道路線に入り、営業用車両の後部に連結して現場に移動する。

車道走行用のタイヤを備えているうえ、追加装備を装着することで飛行も可能となっており、第2期では事件に迅速に対応する目的で2両目だけでの単独飛行も可能となった。

『アクティヴレイドRADIO』のタイトルで2016年3月7日から3月28日まで音泉にて配信された。全4回。毎週月曜に更新。パーソナリティは、小澤亜李（花咲里あさみ 役）、石上静香（星宮はるか 役）、相坂優歌（山吹陽 役）による女性キャスト版（第1回、第3回）と、島﨑信長（黒騎猛 役）、花江夏樹（ミュトス 役）による男性キャスト版（第2回、第4回）とに分かれて配信された。第4回は櫻井孝宏（瀬名颯一郎 役）がゲスト出演した。アニメ第2期のBlu-ray 第3巻に「アクティヴレイドRADIO番外編〜女子チーム〜（パーソナリティ：小澤亜李、石上静香）」「アクティヴレイドRADIO番外編〜男子チーム〜（パーソナリティ：島﨑信長、櫻井孝宏）」が特典CDとして封入され、限定復活した。

『少年ジャンプ+』（集英社）にて、2016年1月7日より7月28日まで連載。作画は植田耕平。

物語のうちFile0 - File7はテレビアニメ版に準拠（第1話 - 第2話に相当）しているが、スリ子を確保した黒騎が走行中の機動強襲指揮車両に飛び移る、はるかが決裁の交渉を担当して「快諾」してもらう、黒騎にいきなり射出されて立腹した瀬名が現場判断を優先して即座に発砲する、ファインファミリアが初期設定では攻撃行動を選択できないようにセーフティロックされている、ミュトスがファインファミリアのセーフティロックの解除作業をジャミングで妨害してから解除する、ファインファミリアが一蹴吶喊イオタを用いた直後に強制解除を迎えてあさみが悲鳴を上げるなど、細部が改変されている。

番外編のFile7.5を挟んでFile8からは漫画オリジナル展開となっており、テレビアニメ版より早くダイハチに馴染んだあさみが、その解体を目論む上層部に弱みを握られて板挟みに陥っていく。

『ジャンプ ジェイ ブックス』（集英社）にて、2016年7月4日に発売。著者は山本カズヨシ。オリジナルエピソードが主である。