リアル路線的な作風でシリアスな悲劇的要素が強かった前番組の『無敵超人ザンボット3』から一転し、作劇にギャグやコメディの比重が多く、コミカルかつエンターティメント性を盛り込んだ内容になっている。

当初の企画であった『ボンバーX』は、サンライズの山浦栄二の発案による三段変形のロボットが活躍するアニメだった。これはスポンサーを予定していたブルマァクが倒産したため、一旦企画が頓挫。玩具メーカーのタケミをスポンサーにする計画もあったが実現はしなかった。その後、『無敵超人ザンボット3』の後番組をクローバーから打診されたときに『ボンバーX』が再浮上し、『ダイターン3』として生まれ変わった。

「トイジャーナル」1978年2月号のクローバーによると、この段階では本作のタイトルは「未定」であるが、主人公の名前は「破嵐万丈」と決まっており、内容は「ロボットアニメに仮面ライダー的なアクション要素が加わったTVアニメーション」「女の子の二人組もビューティ・ペア的な活躍をする」としている。本作は当時、主流になりつつあった「はじめに商品が出来て、それから番組が作られた」作品であり、『無敵超人ザンボット3』に比べ関連玩具のラインナップの充実が図られた。また販促活動も強化され、各地の百貨店では「仮面ライダーショー」のような着ぐるみショーが行われ、仮面ライダーシリーズのアクション指導もしていたプロも出演した。こうしたクローバーの取り組みとスーパーカーブームから回帰した子供層のおかげで、本作は年末商戦で大活躍をし、前番組『無敵超人ザンボット3』との比較での昨年対比で150%の売上を達成した。この『ザンボット3』と本作の2連続の成功は、次回作『機動戦士ガンダム』においてクリエイター側に高い自由度をもたらした。またサンライズの飯塚正夫によるとプレハブの社屋だったクローバーの本社が、この成功によってビルになったそうである。

コミカルな作風の裏側では監督である富野は制作に苦心しており、ギャグやユーモラスの創作やトッポやビューティなどのキャラクター作りに対する悔い、また制作が追いつかない時は放送済みのフィルムを巧妙に切り貼りして、新作部分を限りなく少なく抑えた回もあった。過去の作品をほとんど評価することがない富野は本作に対しての評価を「個人的に80点近い点数は、今でも与えられると思っている」と語っている。

本作は映画『スター・ウォーズ』の影響が見られ、氷川竜介によると本作は「SW（スター・ウォーズ）影響の最先端」としている。実際に、オープニングでライトセーバーを使用し、『スター・ウォーズ』の日本公開上映を境にドン・ザウサーの指令が唸り声から、機械的な呼吸音になり、当時のアニメファンは「トミノさん、（スター・ウォーズを）見ましたね」とささやきあったという。また、第12話「遙かなる黄金の星」では、宇宙戦闘機の戦闘シーンが『スター・ウォーズ』の影響を受けた金田伊功によって鋭く描写されており、動画マンは「金田さんに悪いもの（『スター・ウォーズ』）を観せた、線がメチャクチャ増えてる」と嘆いたといわれる。ただし、富野自身は『スター・ウォーズ』について、「SFとしてしっかり作ればいいのに、ダメな所ばかり集めて作った」と批判的である。

また本作は、タツノコプロ、デザインオフィス・メカマンを退社しフリーになったメカニックデザイナー大河原邦男がサンライズで本格的に手掛け、戸田恵子が声優デビューを果たした作品でもある。

人類が宇宙へと進出の場を伸ばし、その拠点として火星での開拓作業のために破嵐創造博士は、宇宙進出用サイボーグを生みだしていた。しかし、その飽くなき実験と研究のために博士は自らの妻と息子をもサイボーグにしてしまい、さらに博士によってサイボーグとなった者達は次第に自分達が人類よりも優れていると思いこんで暴走し、自らを「メガノイド」と称し、全ての人類をメガノイドにしようと反乱を起こした。

破嵐博士の息子である破嵐万丈は、母と兄の計らいと犠牲によって巨大ロボット・ダイターン3と大量の金塊を奪取して地球へと脱出した。そして万丈は金塊を元手にシン・ザ・シティに居を構え、執事ギャリソン時田とパートナーのビューティフル・タチバナと共に、さらに元インターポールの三条レイカと、わんぱく少年トッポこと戸田突太も加え、メガノイドの人類支配阻止のため立ち上がる。

• 企画 - 日本サンライズ
• 原作 - 矢立肇、富野喜幸
• 連載 - テレビマガジン、たのしい幼稚園、冒険王
• チーフシナリオライター - 荒木芳久
• 音楽 - 渡辺岳夫、松山祐士
• キャラクターデザイン - 塩山紀生、小国一和
• メカニカルデザイン - 大河原邦男
• 総監督 - 富野喜幸
• プロデューサー - 渋江晴夫、大熊伸行
• 美術 - メカマン
• 美術監督 - 中村光毅（ノンクレジット）
• 編集 - 鶴渕友彰、小谷地文雄
• 音響監督 - 松浦典良
• 設定制作 - 鶴見和一
• アシスタントプロデーサー - 神田豊
• 制作 - 名古屋テレビ、創通エージェンシー、日本サンライズ

いずれもレーベルはコロムビアレコード。

タイトルコールは万丈役の鈴置洋孝が担当。

• テレビ朝日では以下の日に再放送を挟んでいる。
• 1978年7月21日(第2話)、9月29日(第4話)、12月1日(第8話)、1979年2月23日(第17話)

1978年7月21日(第2話)、9月29日(第4話)、12月1日(第8話)、1979年2月23日(第17話)

放送系列は放送当時のもの。放送時間は個別に出典が提示されているものを除き、1978年11月中旬 - 12月上旬時点のものを使用する。

ダイターン3は様々なメーカーからダイターン、ダイファイター、ダイタンクの3形態への変形が可能な玩具が発売され、主にパーツの差し替えと組み替えによる3形態変形を再現し、マッハアタッカー（マッハパトロール）も発売された。

クローバーからはダイターンの武器であるザンバーとジャベリンが商品化されている。チープトイとしては、ダイターンをコールするペンダントが電池内蔵型のアイテムで商品化されている。アオシマからは、3段階変形するものの他に、ミニ合体や、おやこマシンなどのアオシマ特有のアレンジが入ったものが発売された。

• クローバー
• DXダイターン3（初期名では「チェンジ ダイターン3」、組み替え完全変形）
• ダイターン3電動巨大セット（電動で組み替え完全変形）
• プッシュダイターン3（少し小さい組み替え完全変形、ただしダイファイターのみ足の向きを横に付け替えるだけなので設定通りの足の位置にはならない）
• ダイターン3（無変形）
• DXマッハアタッカー（完全変形）
• マッハアタッカー（不完全変形）
• パワーモーター付きダイファイター、ダイタンク（無変形、パワーモーターでハイダッシュするプラスチック玩具）
• ダイターン3 ダイカスト（無変形）

• DXダイターン3（初期名では「チェンジ ダイターン3」、組み替え完全変形）
• ダイターン3電動巨大セット（電動で組み替え完全変形）
• プッシュダイターン3（少し小さい組み替え完全変形、ただしダイファイターのみ足の向きを横に付け替えるだけなので設定通りの足の位置にはならない）
• ダイターン3（無変形）
• DXマッハアタッカー（完全変形）
• マッハアタッカー（不完全変形）
• パワーモーター付きダイファイター、ダイタンク（無変形、パワーモーターでハイダッシュするプラスチック玩具）
• ダイターン3 ダイカスト（無変形）

• オリオン（無変形）
• ダイターン3
• ダイファイター
• ダイタンク
• マッハアタッカー

• ダイターン3
• ダイファイター
• ダイタンク
• マッハアタッカー

• 青島文化教材社
• 合体ロボット ダイターン3（組み替え完全変形）
• 戦闘合体 ダイターン3（組み替え不完全変形）
• 重機合体 ダイターン3（組み替え不完全変形）
• ミニ合体 ダイターン3(組み替え不完全変形)『ミニ合体』No.41〜44登録。同時にこの4機をセット売りした際には『SUPER MINI GATTAI SET』として販売。
• おやこマシン （ダイターン3）、ダイファイター、ダイタンク、マッハアタッカーの4種。いずれも無変形）
• ポケットパワー ダイターン3 (組み替え完全変形)
• ポケットパワー ダイターン3 ダイファイター（組み替え不完全変形）
• ポケットパワー ダイターン3 ダイタンク （組み替え不完全変形）
• マイクロプラモデル ダイターン3（無変形　ダイターン3、ダイファイター、ダイタンク、マッハアタッカーの4種）

• 合体ロボット ダイターン3（組み替え完全変形）
• 戦闘合体 ダイターン3（組み替え不完全変形）
• 重機合体 ダイターン3（組み替え不完全変形）
• ミニ合体 ダイターン3(組み替え不完全変形)『ミニ合体』No.41〜44登録。同時にこの4機をセット売りした際には『SUPER MINI GATTAI SET』として販売。
• おやこマシン （ダイターン3）、ダイファイター、ダイタンク、マッハアタッカーの4種。いずれも無変形）
• ポケットパワー ダイターン3 (組み替え完全変形)
• ポケットパワー ダイターン3 ダイファイター（組み替え不完全変形）
• ポケットパワー ダイターン3 ダイタンク （組み替え不完全変形）
• マイクロプラモデル ダイターン3（無変形　ダイターン3、ダイファイター、ダイタンク、マッハアタッカーの4種）

• 浪漫堂
• ダイターン3（無変形）
• バンプレスト
• プライズ スーパーロボット大戦 (無変形のアクションフィギュア。通常カラーとクリアブルーの2種類が登場）
• プライズ 無敵変形 ダイターン3（組み替え完全変形。万丈かギャリソンのデフォルメフィギュアとプラ製マッハアタッカーが付属）
• プライズ ダイターン3（無変形で、電飾によって目が光る発光ギミック付き）　
• バンダイ
• SRC（サンライズロボットセレクション。無変形　ザンバー、ファン付属）　
• 超合金魂GXー53ダイターン3（組み替え完全変形。完全変形のマッハアタッカー〈マッハパトロール〉が付属）
• 超合金魂GXー82ダイターン3 F.A.（無変形、アクションポーズ可動特化）

• ダイターン3（無変形）

• プライズ スーパーロボット大戦 (無変形のアクションフィギュア。通常カラーとクリアブルーの2種類が登場）
• プライズ 無敵変形 ダイターン3（組み替え完全変形。万丈かギャリソンのデフォルメフィギュアとプラ製マッハアタッカーが付属）
• プライズ ダイターン3（無変形で、電飾によって目が光る発光ギミック付き）　

• SRC（サンライズロボットセレクション。無変形　ザンバー、ファン付属）　
• 超合金魂GXー53ダイターン3（組み替え完全変形。完全変形のマッハアタッカー〈マッハパトロール〉が付属）
• 超合金魂GXー82ダイターン3 F.A.（無変形、アクションポーズ可動特化）

• セブン
• ダイターン3 4点セット

• ダイターン3 4点セット

ダイターン3のコンピューターゲーム出演は主としてバンダイナムコエンターテインメント（旧・バンプレスト）が発売する『スーパーロボット大戦シリーズ』だが、他作品にも登場している。

スーパーロボット大戦では万丈が創設した「破嵐財閥」なるゲームオリジナル設定が入れられている作品もある。

• 物語の舞台となる「シン・ザ・シティ」の名前の由来はは富野が制作当時に住んでいた埼玉県新座市。
• 主人公・破嵐万丈のキャラクター設定や、サブキャラクターの立ち位置などがアメリカン・コミックの『バットマン』に酷似しているが、「バットマンを参考にしたのか?」と聞かれた富野は「当時バットマンは知らなかったため、全く関係が無い」と影響を否定している。
• シナリオの手法として、途中の展開で最終エピソードに対する伏線が幾度か張られている。この手法は当時のアニメとしては珍しい試みだった。
• 第22話では、前番組『ザンボット3』に登場した神江きいろが登場する。なお、その回のゲストキャラであるタリーの声はきいろや神北恵子役の松尾佳子。
• 第1話はパイロットフィルムからの流用のため、ダイターン3を呼ぶアイテムが第2話以降と異なる。
• キャラクターデザインは人間側が塩山紀生、メガノイド側が小国一和（湖川友謙）と分かれている。のちに監督の富野とコンビを組むことが多くなった小国は、「この作品でも（塩山に遠慮して）自分のカラーを抑えるべきではなかった」と本作を振り返って語っている。
• 富野は第10話「最後のスポットライト」が、自分が映画屋になれなかった悲哀がこもった話であるため涙が出る程好きである。これは「本来アニメではやっちゃいけない」としている。また、富野はコロスに「ゾッコン」で「メロメロ」だったので、「演出家にあるまじき私情」が入ってしまい、最終回は「（コロスを）もち上げて終れればいいのよ」としている。
• 『無敵ロボ トライダーG7』の本編中に、本作と『機動戦士ガンダム』とが共に映るお遊びシーンがある。
• この作品の声をあてた声優の多くが後番組の『機動戦士ガンダム』でも出演している。またハロやホワイトベースやマゼランなど本作のための設定が一部『ガンダム』に転用された。
• テレビアニメ『VIRUS』第11話には、敵本拠に乗り込もうとする主人公を制止するために上司のレイヴェン（声：鈴置洋孝）が自ら強化服に身を包み、「この私とハルシオンブラックの力を恐れぬなら、かかって来い！」と言い放つ場面がある。