完全オリジナルストーリーで、監督は渡辺信一郎、音楽は菅野よう子の『カウボーイビバップ』コンビが手掛ける。キャッチコピーは、「この世界に、引き金をひけ。」

渡辺監督はアイスランドの音楽から本作を発想し、劇中でも「寒い国の(北の国の)音楽」という言葉やアイスランド語のキーワードを登場させている。それに従い菅野、共同音楽プロデューサー冨永恵介らが制作したサウンドトラックも、アイスランドのスタッフとミュージシャンを交え、シガー・ロス所有のレイキャヴィークのスタジオで録音を行っている。

2014年12月15日には、第18回文化庁メディア芸術祭において、審査委員会推薦作品に選出された。

2015年4月2日には、『BLOOD-C』・本作・『学園黙示録 HIGHSCHOOL OF THE DEAD』の日本製アニメ3作品が暴力賛美に当たるとして、中国政府から名指しで批判されていることが報じられた。本作の場合、少年が核兵器の原料を強奪し、原子爆弾を製造する内容が問題視されたという。

2015年10月に舞台化が発表された。

青森の核燃料再処理施設で、ナイン、ツエルブという二人の人物によってある物体が強奪される。強奪犯の一人は、施設の床にスプレーで「VON」という謎のメッセージを書き残し、もう一人とともに施設を脱出する。後に捜査関係者に対して強奪された物体は「プルトニウム」と伝達される。

それから半年後。夏休み前の暑い日、ナインとツエルブは「九重新」「久見冬二」と名前を偽りとある高校に転入する。周りの注目に目もくれず、二人はある計画を進めようとしていた。そして、二人は転入先で他の女子生徒からいじめられていた三島リサを気にかける。リサは二人が幼少期に脱出した施設に残してきた幼馴染に似ていた。

数日後、元警視庁捜査一課刑事で、現在は文書課で無為な日々を送っている柴崎健次郎は前日に見たスピンクス1号・2号と名乗る二人の若者が犯行声明を出していた動画が気に掛かっていた。動画の予告通り、東京で大規模停電が発生し、ナインとツエルブが仕掛けた爆弾テロにより、都庁で大爆発が起こる。ツエルブがリサに目撃されたことから、ナインはリサに「ここで死ぬか、共犯者となるか」を選択させ、リサは共犯者となることを選ぶ。

そして、スピンクス1号・2号は、次の爆破場所をなぞなぞで伝える新たな動画を公開する。捜査一課はこのなぞなぞの解明に失敗し、第二の爆破を許してしまう。捜査一課課長の倉橋は、第二の爆破事件直前になぞなぞの真の解を自分に伝えた柴崎に、捜査一課への復帰を促す。

捜査一課に復帰した柴崎の活躍は目覚ましく、スピンクス1号・2号の第三の爆破予告の謎を解き、爆破の阻止に成功する。さらに警視庁は都内に残された監視カメラの映像からスピンクス1号・2号のアジトを特定する。一方、スピンクス1号・2号は第四の爆破予告を公開する。柴崎は彼らが動画で伝えたなぞなぞを正々堂々と解こうとするが、捜査一課の羽村ら刑事たちはなぞなぞの解明より容疑者逮捕が優先と、アジトの強制捜査を実行したため、スピンクス1号・2号は「柴崎以外の警察官がズルをした」として、もぬけの殻のアジトに踏み込む警察官の姿を生中継した上に、ネット上に警視庁からクラッキングした捜査情報を流出させ、警視庁の威信は地に落ちる。

警視庁が混乱に陥っている頃、アメリカはナイン、ツエルブが幼少期に脱出した施設にかつて収容されていたハイヴを日本に派遣する。スピンクス1号・2号は第五の爆破予告を発表し、柴崎に爆破予告のなぞなぞを解かせることで、自分たちのテロリズムの意図を理解させようとするが、ハイヴは警察上層部に圧力をかけて柴崎らの動きを封じ、更にはスピンクス1号・2号のパソコンをクラッキングし、彼らが爆弾を仕掛けた地下鉄の動きを追えないようにしてしまう。柴崎らが一向に動かないうえに爆弾を仕掛けた地下鉄の動きすら分からなくなったスピンクス1号・2号は自ら爆弾の回収に動く事態になる。これがスピンクス1号・2号とハイヴの戦いの始まりだった。ハイヴはスピンクス1号・2号との知的ゲームを楽しみながら、彼らが青森で強奪した物体を手に入れようとする。一方、柴崎は独自に捜査を進め、かつて一部のエリートたちによっておこなわれていたアテネ計画と呼ばれる壮大な人体実験が一連の事件の背景にあることを突き止める。

• 原案・監督 - 渡辺信一郎
• 助監督 - 立川譲
• キャラクターデザイン・総作画監督 - 中澤一登
• 美術監督 - 金子英俊
• 色彩設計 - 辻田邦夫
• CG監督 - 越田祐史
• 撮影監督 - 田村仁
• 編集 - 廣瀬清志
• 音楽 - 菅野よう子
• 音楽制作 - アニプレックス
• 音楽プロデューサー - 佐野弘明、千葉悦子
• チーフプロデューサー - 山本幸治
• プロデューサー - 木村誠、井上貴允
• アニメーションプロデューサー - 大塚学
• アニメーション制作 - MAPPA
• 制作 - 残響のテロル製作委員会（フジテレビジョン、アニプレックス、京楽産業ホールディングス、電通）

番組放送終了後に出題されるクイズ。石川界人（ナイン役）と斉藤壮馬（ツエルブ役）がスピンクス1号・2号に扮して出題する。問題作成はJAPAN MENSA。

番組公式Twitterをフォローした後、クイズに解答できる。

尚、第11回は番組終了後にテレビでのクイズの出題はなかったものの、問題自体は出題されており、第11回では出題された問題とは別に、特別問題も用意されており、かなり難しいものとなっている。尚、石川・斉藤の二人は問題出題時にはその問題を見ていなかったため、何も分からなかった。第11回のクイズの回答は、10月3日（木曜深夜）0:00に発表された。

『PREMIUM 3D STAGE 残響のテロル』は、2016年3月2日から3月6日までZeppブルーシアター六本木で上演された。