ポリヘドロンの構成国家の1つ。キリウス、イゾ、アレイの出身惑星。ヴィラジュリオは元王子で、ユリカノは第1皇女。ポリヘドロンではレ・ガリテに次ぐ大国で、皇族の誰かを常にレ・ガリテに常駐せねばならないという特使派遣制度がある。

ラクス・レストリネ・ハ・キリウス

声 - 野島健児
宇宙から鴨川に飛来したグループの1人。19歳。専用オービッド・リベルタスのパイロットで三人組のリーダー格。武人のごとく生真面目な性格で、物事を深読みし過ぎるが故にズレた言動を発することもある。またマニュアル型であり、まどかと交戦した際は彼女の予想外の行動に戸惑う。キッスの大部隊の到来時は、ヴィラジュリオと共に戦うことを一度は決意するが、ユリカノが望む方向を考えた結果、鴨川を守ることに方針を変更。鴨川を標的としたキッス艦隊の一斉砲撃をイゾやアレイと共に亜空フィールドで防ぐ。その後はアステリアが身元引受人となり、3人ともBWHに雇われる。
『season2』では、BWH海岸支店でウェイターをしている。実家は若干傾いてはいるが由緒正しい貴族であり、家督を継ぐためにアレイと2人でデ・メトリオに戻るが、レ・ガリテがデ・メトリオに対して攻撃を始めたことに気付き、船長を脅して地球へUターンしてイゾと合流する。
漫画『輪廻のラグランジェ 〜暁月のメモリア〜』（以下、『暁月のメモリア』）では、王立軍教育航空アカデミーの生徒で、剣術の大会で常に優勝してきたとされる。また、ユリカノの入浴を率先して覗きに行こうとするなど、コミカルな面も見せる。タイラの部下となり逃げたイゾを追うが、元々タイラが嫌いだったこともあり、嫌気が指して指揮下を離れ、イゾと合流する。

ソフィロ・カリア・ロス・イゾ

声 - 吉野裕行
宇宙から鴨川に飛来したグループの1人。18歳。専用オービッド・ウォルンタスのパイロット。一見好戦的だが、仲間想い。
『season2』では、BWH海岸支店の厨房を任されている。キリウスとアレイがデ・メトリオに戻る中、料理の修行をしたいと1人地球へ残るも、レ・ガリテがデ・メトリオに攻撃を始めたことを見てオービッドで宇宙へ上がり、Uターンしてきたキリウスたちと合流する。
漫画『暁月のメモリア』の主人公。王立軍教育航空アカデミーの生徒で、タイラから追われる身となり、幼馴染のサヌを連れて逃亡する。タイラの下を離れたキリウスやアレイと合流し、サヌを連れてデ・メトリオを離れることを決意する。

ダノン・シ・アレイ

声 - 松岡禎丞
宇宙から鴨川に飛来したグループの1人。17歳。専用オービッド・テネリタスのパイロット。独断で最初に地球へ襲来してまどかのウォクス・アウラと対戦するが、ジャーマン・スープレックスで投げ飛ばされて敗北。機体ごと鹵獲されてファロスの捕虜となるが、何者かの手引きによって脱走する。その後の消息は不明だったが、第8話でメイド服を着てアステリアの専属メイドとなっていたことが判明。キリウスやイゾと合流してからも、服がこれしかないという理由でメイド服姿で行動している。
『season2』では、BWH海岸支店でメイド服姿でウェイターをしており、彼に会うためのリピーターもいる。王立軍のアカデミーの教官になるためにキリウスとともにデ・メトリオに帰国するが、レ・ガリテの宣戦布告を受けて途中でUターンして地球に戻る。
漫画『暁月のメモリア』では、王立軍教育航空アカデミーの生徒で、2年はかかる基礎教育課程を半年で終わらせた天才。常にゲーム機で遊んでいる。タイラの部下となり、逃げたイゾを追う。キリウスが部隊を抜けた後も残っていたが、拷問を受けるテミスの姿を見て部隊に留まる自分自身に嫌悪感を抱き、彼女を救出して脱走する。

デ・メトリオ・ル・ユリカノ

声 - 伊瀬茉莉也
デ・メトリオの第1皇女で、ヴィラジュリオの妹。20歳。ミリティア・ゾデアの惨劇を引き起こした人物で、死亡扱いとなっている。物語の重要な鍵。第1期最終話でまどかの前に現れ、パイロットとしてウォクスに選ばれたことに悩むまどかに重要な示唆を与える。
『season2』ではミリティア・ゾデアの惨劇からディセルマインに救われ、レ・ガリテで保護されていた事実が判明。本来の意識を輪廻の向こう側に置いてきているために記憶喪失のようになっており、子供の頃の性格や口調になっている。ディセルマインには懐く一方、ヴィラジュリオやキリウスたちのことなど、記憶喪失以前の重要なことは教えられていない。まどかと身体が入れ替わった際に、実はディセルマインの許嫁で現在でも彼を愛しており、愛する人と兄が争うことに心を痛め、輪廻を開く力を持つ自らを亡き者にするためにミリティア・ゾデアの惨劇を起こしたことが判明している。最終話では輪廻の世界へやって来たまどかたちに対し、多数の命を巻き込んだけじめとしてディセルマインと共に崩壊する輪廻の世界に残ると言うが、まどかの説得を受けて脱出し、キリウスたちと再会を果たす。その後、王位を退いたヴィラジュリオに代わってデ・メトリオの女王となる。
キリウス・アレイ・イゾはかつて王立軍教育航空アカデミーで教育実習生だった時の教え子であり、3人がユリカノを思う気持ちは恋愛感情を越えて非常に強固なものである。オービッドの操縦技術に秀で、キリウスたち3人との連携攻撃は非常に強力。

ポリヘドロンの構成国家の1つで、ポリヘドロン内で最も強大な軍事国家。連邦制を敷く。かつてはデ・メトリオと同盟関係にあったが、パ・ドロス戦役後に同盟を破棄、現在デ・メトリオとは対立している。ランとモイドの出身惑星で、国王はディセルマイン。

フィン・エ・ルド・シ・ディセルマイン

声 - 小野大輔
ランの兄。22歳。レ・ガリテの若き王。ランとモイドを地球へ派遣し、モイドにはウォクスの回収を急ぐよう伝え、回収部隊を向かわせている。第1期最終話で自ら艦隊を率いて地球へ飛来し、ヴィラジュリオとキッス艦隊を排除。その後、ランたちと共に母星へ戻る。これを機に、地球とレ・ガリテは友好国として正式に同盟関係を結ぶ。
『season2』ではランを使ってウォクス粒子の制御実験を行うが、その際にランの精神が崩壊しても構わないと話すなど、非道な面を見せる。かつてミリティア・ゾデアの惨劇から助け出したユリカノを秘密裏に側に置いているが、その目的はポリヘドロン1千億の民の命を守るという名目のもと、ポリヘドロン千年問題の解決のためにウォクスの力を使ってデ・メトリオの星系を破壊することであり、極秘裏にユリカノやまどかの利用を企むが失敗。ヴィラジュリオと和解し、デ・メトリオと友好関係を結び直す。国際会議では「ポリヘドロン千年問題の解決のためにウォクスを使用しない」と明言し、ランに今までの扱いを謝罪する。
しかしモイドにたぶらかされて自らウォクス粒子の実験体となり、かつて裏切られた（と誤解している）ヴィラジュリオへの憎悪を掻き立てられて強制的に身体にメモリアを刻み付ける。そしてデ・メトリオに対して一方的に宣戦を布告、向かってきたヴィラジュリオに対しては『お前を殺せればそれでいい』と吐き捨て、アルヴィリウムのコクピットを踏み潰す。さらに感情に身を委ねて暴走を加速させ、輪廻の輪で地球全土を覆いつくすが、その根底には今もヴィラジュリオとの友情と信頼があることに気づいたまどかたちに投げ飛ばされて敗北。まどかたちに連れられて元の世界に帰還するが、その際に体が若返っている。後に王位をランに譲り、ヴィラジュリオと共に王の座を退いている。

バランス・T・モイド

声 - 興津和幸
ランのお目付け役で、ディセルマインの秘書官的存在。23歳。ポリヘドロンにおけるウォクス研究の第一人者であり、ファロスにアドバイザー的立場で駐在する。丁寧な口調だが、物腰は慇懃無礼。好物はプリン・ア・ラ・モード。ウォクス・アウラが発生させた輪廻に並々ならぬ興味を見せる。
レ・ガリテ艦隊到着後、ランと共にレ・ガリテへ帰還するが、『season2』でディセルマインと地球へ飛来し、再びファロスに滞在する。第8話でファロスに保管されていた石板からウォクス・コアを入手し、逃亡。ポリヘドロンでも指名手配となるが、ディセルマインに匿われ、ヴィラジュリオへの憎悪を抱かせるとともに彼の身体にメモリアを刻み付ける手助けをする。
彼の正体はアステリアと同じく2万年前の人間で、古レ・ガリテ王国の下級官吏である。ウォクス・イプシエンスの開発に関わり、ミリティア・ゾデアの惨劇にも加担するなど、メイクンとウォクスの歴史をずっと見てきており、自身が捏造したウォクスの伝説の通りの光景を再現し、『輪廻の背後にいるであろう偉大なる何者かの意志を感じ、その者の声を聴く』という野望を実現するため、己の全てを開放して声を聴かせてくれる存在としてディセルマインに目を付けて接触。その野望は達成寸前のところまで行くが、まどかたちの活躍により失敗に終わる。自身もようこの鉄拳に倒れてノウムンドゥス財団に捕縛され、最後は体がウォクス粒子となって消滅する。

メイクン

2万年前の地球に存在した文明「ウェトムンドゥス」の古レ・ガリテ王国を統べていた女王。戦乱を鎮めるべくウォクス粒子を用いたオービットの開発を推進していたが、平和実現を望まない反メイクン派により害された結果ウォクスが暴走し、「ウォクスの伝説」を引き起こす。アステリアのかつての姿。搭乗機はウォクス・イプシエンス。

地球側のオービッド。全3機がファロスに配備されており、地球防衛の要となっている。地球上で3個発見されたウォクス・コアを基に建造されており、ウォクス粒子で稼動する。性能はポリヘドロン製のオービッドを上回っており、敵の亜空フィールドを突破するためにモイドによって提案された戦闘機型のピアサー（開口琴）形態と、人型のウォーリア（闘士）形態の2つの形態に変形することができる。機体の起動と制御はパイロットの皮膚電位活動（SPA）によって行われるため、パイロットの個体差がそのまま機体の性能差に直結する。パイロット側から操縦系への干渉は「生体感応制御波」と呼ばれ、制御波レベルの上昇と共に機体出力もアップするという特性を持つ。コックピットは全天周囲式。操縦にはメモリアと呼ばれる印が必要となる。固定武装は持たず、武器やシールド展開機構を腕にアタッチメント装着して戦う。2万年前のウォクスの伝説にも密接に係わる機体であり、デ・メトリオ、キッス、レ・ガリテの3勢力はこの機体の鹵獲もしくは破壊を狙っている。メモリアを持つパイロットとウォクスとの結びつきは非常に強固なものであり、『season2』第6話では、3機とも自律的にファロスから発進し、地球軌道上で窮地に陥ったまどかたちを救出している。モイドによれば、ウォクスは輪廻の向こう側の世界とこちらの世界の橋渡しを務めるインターフェースであるとのこと。

パイロットは京乃まどか。白色にエメラルドグリーンの差し色の機体。鴨川沖で最も原型に近い状態で発見されたウォクス・コアを基にしており、旧称はカモガワ・モデル。アウラとは、古代語で「風」を意味する。まどかは機体の色から連想して、本機に「みどり」という愛称を付ける。
第1期第6話で、ファロスが開発した刃を発熱させて敵を斬撃する32式試作ソードを仮の武装として装備。その後、亜空粒子を応用してライフルモードとソードモードに対応する「プロムス」、半透明の円形の亜空ゲートを形成し、敵弾を吸収するシールド「イテム」が武装として使用可能となる。
まどかが輪廻の輪を開いた事で、アステリアの命令により機能を凍結されるが、第11話にて解除。最終話で突如として機能を停止し、以降は何をしても起動しなかったが、『season2』第1話でまどかの一喝とパンチを受けて再び起動する。

パイロットはラン。白色にブルーの差し色の機体。バミューダ沖で発見されたウォクス・コアを基にしており、旧称はバミューダ・モデル。地球で最初に起動したウォクス。ウォクス・アウラと異なり、スタビライザー防護用のフィンは開発過程で取り付けられている。リンファとは、古代語で「水」を意味する。ランは本機に「オルカ（ラテン語でシャチ）」という愛称を付ける。
第6話でファロスが開発した120mm試作マシンガンを仮の武装として装備（亜空粒子を使わない実弾兵器で、命中精度は低い）。その後、亜空粒子を応用したライフル「ユールム」と敵の攻撃に反応しオートで展開するリンファ専用大型シールド「トランテム」が武装として使用可能になる。ユールムは通常のライフルモードや連射性能の高いマシンガンモード、さらに銃口から刃を伸ばしたレイピアモードにもできるほか、ピアサー形態でも射撃可能。

パイロットはムギナミ。白色にオレンジの差し色の機体。マダガスカル沖で発見されたウォクス・コアを基にしており、旧称はマダガスカル・モデル。保管状態の悪さをリカバリーするため、補強パーツが多く使われている。イグニスとは、古代語で「炎」を意味する。ムギナミは本機に「フーポォ（中国語で琥珀）」という愛称を付ける。
武装はイグニス専用に開発された、他機よりベイロードが高い二連装重火器「カスタッシュ」。肩部に装着するとキャノンモード（ピアサー形態でも砲撃可能）、両手に握ればハンドガンモード、本体を連結させると近接戦闘に対応した両刃のロッドモードとなる。また、ウォクス・アウラと同じシールドの「イテム」を持つ。
『season2』では、デ・メトリオの技術を使ったマント状の相転移亜空シールド「デ・ラキュロス」を装備している。

『season2』の回想シーンにて登場。パイロットはメイクン。2万年前の地球で彼女が乗っていた初代ウォクス。当時の最新の技術の集大成ともいえる機体で、ウォクス・システムを最初に搭載したオービッド。アクセレータ（加速器）の小型化技術が上手くいかず、機体が大型化している。後に「ウォクスの伝説」と呼ばれる暴走・惨劇を引き起こし、コアはウォクス・アウラ、ウォクス・リンファ、ウォクス・イグニスの3つに分裂している。

デ・メトリオの王立軍教育航空アカデミーの生徒の設計データを基に、技術研究本部にて開発されたキリウスたち専用のオービッド。機体の開発にはユリカノも関わっている。3機とも共通のプラットフォームを持つ。コクピットは3つのパーツからなり、機体に急制動がかかった場合はパーツ同士が結合してパイロットを保護する。全機体が共通して黒い円錐状の防御膜、亜空フィールド「アルキスタ」を展開する能力を持ち、フィールドは全身を覆うように展開することもできる。亜空フィールドはファロスに配備されたレーザー砲やミサイルをことごとく無効化する防御力を発揮し、3機揃って展開を行うと、戦艦クラスの宇宙艦隊の一斉射撃すらも防ぐことが可能。また、3機が完全に連携した場合は中規模の軌道要塞すら制圧できるという。各機とも黒を基調としたカラーリングが特徴。

パイロットはキリウス。黒色に紫色の差し色が特徴。武装は刀身の長さを変更できる二振りの亜空ソード「ウルグラウン」と亜空ロッド「ウルタッシュ」のみで、火器を持たない。ウルグラウンは長さのみならず、日本刀と同様に峰打ちモードでの攻撃もできる。また、刀身は鞭のような形状に変化もできる。

パイロットはイゾ。こげ茶色にオレンジがかったイエローの差し色が特徴。武装はクワガタムシの顎のように突き出た二門の亜空砲「デクンター」と、二振りの亜空メイス「ペルトゥス」。亜空砲は威力よりも速射性を重視している。また、亜空メイスはブーメランのように戻ってくる投擲武器としても使用可能。遠近どちらの距離でも戦えるオールラウンダー。

パイロットはアレイ。濃紫色にピーコックブルーの差し色が特徴。両肩部の二門の亜空砲「デミセラー」と、亜空ソード「プルグラウン」を武装に持つ中距離支援機。亜空砲はコライダー（高エネルギー放出のための特殊な加速器）も兼ねている。第1期第1話にてウォクス・アウラと交戦し、ジャーマン・スープレックスを受けて沈黙。ファロス側に鹵獲されるも、第4話でアレイがファロスを脱走した際に奪還される。

『season2』から登場。デ・メトリオ軍の主力量産オービッド。亜空フィールド「アルキスタ」を初めて実装した機体。練習機となった機体も存在する。何度もアップデートを経ており、その総生産機数は43000機に及ぶ。主武装は腕部コネクタを介して装備される亜空ジャベリン「カウティカ」。遠距離戦ではエネルギー弾を射出し、密接交戦では亜空バリケードを展開する。

レ・ガリテの正規軍が使用するオービッド。レ・ガリテはポリヘドロンの各国と協力し、次期主力オービッドの開発計画に着手した。その際に武装のユニットの共通化を提唱。最終組立は参加各国で行われるが、重要部品の購入はレ・ガリテと外交上の取り決めを結ばねばならず、量産機のマグドーラの生産は各国に負担を強いたまま始められ、結果としてマグドーラはレ・ガリテによるポリヘドロン支配を象徴する機体となる。

レ・ガリテ王のために建造された聖なるオービッド。パイロットはディセルマイン。宮廷職人のプレゼンで仕様が決まる。ディセルマインより七代前の王の戴冠式の際に献上された機体で、以後数百年に渡り修理・改造をうけて維持されている。武装は斬撃だけでなく中央部から針状の亜空ビームを射出できる三又槍「デハスタ」や亜空ビーム砲「デウンド」、亜空ナックル「バットシーウス」を装備する。

ディセルマインの親衛隊「エクエス」専用のオービッド。マグレーグルと同タイプの機体で、武装は「デハスタ」に近似した亜空槍「イナセス」を装備する。機体生産数は少ない。実戦用、式典用といった装備のオプションが存在する。親衛隊はデリス、イルム、セロ、ルサカ、マノア、インハの6名で構成される。

レ・ガリテ軍の主力汎用オービット。自国や占領地でライセンス生産をされている。操縦システムは半自動化されており、作戦や戦地により搭載兵装を換装して出撃する。

『season2』に登場。ディセルマインが搭乗する新型オービッド。モイドがファロスから持ち去ったウォクス・コアを元に、レ・ガリテの研究機関で秘密裏に開発されたもので、コクピット以外のパーツは特注品。その性能は従来のオービッドを凌駕するもので、新造のウォクスと呼べる機体である。手指は自在に変形でき、地球の「ウォクス・シリーズ」と同じくピアサー形態への変形も可能。武装は実体剣状の亜空ソードやピアサー形態時に放つ亜空ビーム砲。第10話では機体から黒いウォクス粒子を発生、輪廻を開く。それに伴い、白色を基調としていた機体色が黒色へと変化。第11話では輪廻の向こう側で機体を巨大化させ、紫色の大型剣「グラビテル」を作り出し、まどかたちの前に立ちはだかる。

反ポリヘドロン義賊同盟「キッス」が使用するオービッド。キッスの装備や技術の発展には元レ・ガリテのオービッド工学者、ネリヤ・ケスクスタ卿が深く貢献している。彼は各地を放浪した末に惑星ウ・ゴーへと流れ着き、ヴィラジュリオの下でオービッド開発などを行った。

キッスが大量生産に成功した有人型オービッド。デ・メトリオ製オービッドを参考に、パ・ドロスが独自に開発した機体「デルヌム」をベースにしている。さまざまな戦局に対応するため、右手は武器を保持する多用途グラブ、左手は接近戦用の大型クローとなっている。また、手持ち武装としてエネルギーを射出すると同時に円形のシールドを発生させる亜空ランス「パラディアク」を装備する。『season2』第1話で、グラニアがカラーリングが違う機体に乗り込んでいる。

キッスが使用する無人型オービッド。内乱の絶えないン・ヤガで武装警察が配備している無人機を、キッスが輸送コンテナ船ごと買い取り改造を施した。二対の腕は亜空ランス「インパス」で、エネルギー弾を射出するほか、ソードも発生可能。主にコンテナ船で大量輸送される。

キッスの装備や技術の発展に貢献したケスクスタ卿は、造船大国パ・ドロスの海軍とも繋がりがあり、無理な納期要求をするレ・ガリテに嫌気がさしていた海軍のバ・タイ・ジュ・アム大尉と連絡を取って叛旗を翻させ、彼女ら軍人や造船技術者を乗せた重砲艦2隻と高速巡洋艦18隻からなる艦隊をキッス側へと引き入れている。これにより、所有艦艇がプログリア級1隻しかなかったキッスは、一個艦隊を丸ごとを手に入れることができた。

時期はテレビアニメ1期と2期の合間に位置する頃。正月を迎えていた地球・鴨川で年賀状の山に埋もれるまどか。その中には50光年の彼方にあるポリヘドロンから届いたランとムギナミからの手紙もあった。それぞれの日常を送る3人の心の交流を描く、ショートストーリー。アニメーション制作はXEBECだが、スタジオパストラル、スタジオイゼナ、ヘバラキが制作協力している。

先行して2012年6月23日より全国10館で2週間限定劇場公開された。来場者特典としてキャラクターカード（全4種）をプレゼント。キャッチコピーは「離れてても、ジャージ部はひとつ!」。

OVA「鴨川デイズ」と同時収録される、1on1の3D対戦アクションシューティングゲーム。ウォクスシリーズや各陣営のオービッドを劇中のキャラを通して操縦して戦う。アニメ1期のストーリーを追展開するミッションモードも搭載されている。

声優はドラマCD（season2 Blu-ray&DVD第1巻初回限定版封入特典）のもの