各バーチャロイドは三人称視点で描かれた3D空間の中で、前後左右への移動と旋回、ダッシュ、短時間のジャンプと下降を行うことができる。各動作はそれぞれある程度の制約を伴い、有利不利に結びつく。

• 2本の操縦桿のどちらか一方あるいは両方を同じ方向へ倒すことで前後左右への移動ができ、後者の方が移動速度が速い。操縦桿は8方向にしか動かないが、左右の操縦桿の倒す方向をずらすことによって16方向への移動が可能となる。
• 移動しながらダッシュボタン（ターボボタン）を押すことで高速移動（ダッシュ）となる。
• ダッシュ速度は一定ではなく、移動方向による違いがある。また機体ごとにダッシュの性質は異なり、前ダッシュが速く後ダッシュが非常に遅い機体や、横ダッシュが速い機体など様々である。
• ダッシュ中は動きの自由度が少なく隙ができるが、ダッシュ攻撃を行っていなければ急停止（ダッシュキャンセル）ができる。ダッシュ中に何も操作を行わなければ、ある程度の距離を走ってから停止する。停止直後には若干の隙が発生する。
• ダッシュ攻撃（後述）を行うと、自動的に相手の方向を捕捉して向き直りつつ攻撃することができるが、攻撃した後は一定距離を移動し終えるまでダッシュを止めることも、後述の方向転換を行うことも、基本的に再攻撃を行うこともできず、機体が停止するまでの間に大きな隙をつくることになる。
• 『オラトリオ・タングラム』以降ではダッシュ中に方向転換（バーティカルターン）が可能で、ダッシュ中に一度操縦桿をニュートラルに戻し、直前の進行方向に向かって左右90度の範囲内で異なる方向へレバーを倒すことで成立する。
• 2本の操縦桿を前後互い違いに倒すと旋回となる。このときターボボタンを押していれば素早く旋回できる（ターボ旋回）。
• 2本の操縦桿を左右外側に開くとジャンプ、ジャンプ中に左右内側に倒すとジャンプキャンセル（急降下）となる。通常はジャンプすると同時に敵の方向に向き直るため、ジャンプ直後にキャンセルすると簡単に敵を索敵することができる。
• ジャンプ上昇中・下降中にはある程度前後左右に移動することができる。何もしなければジャンプの頂点に達した後に降下する。降下中には後述の2段目のジャンプや空中ダッシュ、攻撃を行うことはできない。着地の瞬間には若干の隙が生じる。
• ジャンプの頂点ではジャンプ攻撃を行うことができるが、ダッシュ攻撃同様、ジャンプ中に攻撃をしてしまうと急降下はできなくなる。これも隙が大きい。
• 『オラトリオ・タングラム』ではジャンプの上昇中にもう一度ジャンプ操作を行うと2段目のジャンプが発生する。
• 『オラトリオ・タングラム』以降では、ジャンプの上昇中にダッシュ操作を行うことで、上昇を停止して飛翔しながらの高速移動（空中ダッシュ）を行うことができる。空中ダッシュ中は地上でのダッシュと同様、キャンセルや空中ダッシュ攻撃（後述）を行うことができる。空中ダッシュを終えるとその場で降下し、着地するまでの間に隙をつくることになる。

• ダッシュ速度は一定ではなく、移動方向による違いがある。また機体ごとにダッシュの性質は異なり、前ダッシュが速く後ダッシュが非常に遅い機体や、横ダッシュが速い機体など様々である。
• ダッシュ中は動きの自由度が少なく隙ができるが、ダッシュ攻撃を行っていなければ急停止（ダッシュキャンセル）ができる。ダッシュ中に何も操作を行わなければ、ある程度の距離を走ってから停止する。停止直後には若干の隙が発生する。
• ダッシュ攻撃（後述）を行うと、自動的に相手の方向を捕捉して向き直りつつ攻撃することができるが、攻撃した後は一定距離を移動し終えるまでダッシュを止めることも、後述の方向転換を行うことも、基本的に再攻撃を行うこともできず、機体が停止するまでの間に大きな隙をつくることになる。
• 『オラトリオ・タングラム』以降ではダッシュ中に方向転換（バーティカルターン）が可能で、ダッシュ中に一度操縦桿をニュートラルに戻し、直前の進行方向に向かって左右90度の範囲内で異なる方向へレバーを倒すことで成立する。

• ジャンプ上昇中・下降中にはある程度前後左右に移動することができる。何もしなければジャンプの頂点に達した後に降下する。降下中には後述の2段目のジャンプや空中ダッシュ、攻撃を行うことはできない。着地の瞬間には若干の隙が生じる。
• ジャンプの頂点ではジャンプ攻撃を行うことができるが、ダッシュ攻撃同様、ジャンプ中に攻撃をしてしまうと急降下はできなくなる。これも隙が大きい。
• 『オラトリオ・タングラム』ではジャンプの上昇中にもう一度ジャンプ操作を行うと2段目のジャンプが発生する。
• 『オラトリオ・タングラム』以降では、ジャンプの上昇中にダッシュ操作を行うことで、上昇を停止して飛翔しながらの高速移動（空中ダッシュ）を行うことができる。空中ダッシュ中は地上でのダッシュと同様、キャンセルや空中ダッシュ攻撃（後述）を行うことができる。空中ダッシュを終えるとその場で降下し、着地するまでの間に隙をつくることになる。

各バーチャロイドは攻撃ボタンと移動操作の組み合わせにより、多彩な攻撃手段を使い分けることができる。ただし各種攻撃には動作に応じたルールが付随し、不用意な攻撃には反撃を受けるリスクが伴う。

• 攻撃目標となる敵を視界内に捉えていると自動的にロックオンする。基本的にロックオンした状態であれば攻撃は自動的に敵を追尾するが、追尾性能は攻撃によって差異があり、ロックオンの有無にかかわらず無誘導の武器もある。複数の敵が出現する『フォース』『マーズ』では、左右のターボボタンを同時押しすることで攻撃目標を選択することができる。
• 攻撃には右操縦桿の攻撃ボタンを使う右手攻撃（Right Weapon/RW）、左操縦桿の攻撃ボタンを使う左手攻撃（Left Weapon/LW）、両方の攻撃ボタンを使う両手攻撃（Center Weapon/CW）がある。
• 射撃攻撃を行うと、使用した攻撃ボタンに応じて画面の右・左・中央に表示された武器ゲージを消費する。消費量は使用した攻撃の種類によって異なり、またゲージが必要量に満たない攻撃は行うことができない。武器ゲージは一定時間で回復するが、ゲージの回復速度は機体ごとに、また各武器ゲージごとに異なる。ゲージの消費が少なく連射が可能な武器もあれば、一度使用するとしばらく使用不可能になる武器もある。
• バーチャロイドの状態（「立ち/通常移動」「ジャンプ中」「ダッシュ移動中」）によって武器の特性や攻撃のパターンが変化する。
• 中でもダッシュ攻撃は移動しつつ相手の方向に向き直りながら攻撃するという点こそ共通であるものの、移動方向（前・後・左右）によってまったく違った攻撃になる。特に前ダッシュからの攻撃は強力なものに設定されていることが多いが、強力な攻撃であるほど隙も大きいなど一長一短があるため、プレイヤーは相手との位置関係や攻撃手段の特性などを考慮して攻撃を選ぶ必要に迫られる。
• 地上で2本の操縦桿を左右内側に倒しつつ攻撃すると「しゃがみ攻撃」になり、姿勢を低くしながら上方へと攻撃する。攻撃を撃たずにしゃがむ事はできない。しゃがみ中は停止状態だけでなく、歩き直後にしゃがみ動作を入れる事で、若干の距離を滑るように移動しながら発射出来る。
• 『オラトリオ・タングラム』以降、「地上ダッシュ（斜め前方・斜め後方が加わり5種類に）「空中ダッシュ中（前・斜め前方・後・斜め後方・左右）」「しゃがみダッシュ移動中（前・斜め前方・後・斜め後方・左右）」の状態が加わった。いずれも通常の地上ダッシュとは異なる性質の攻撃に変化するため、武器も多彩になった。
• 『オラトリオ・タングラム』以降、「立ち」「しゃがみ」「ジャンプ中」でターボボタンを押しながら攻撃すると、静止状態から通常の立ち攻撃とは異なる攻撃を繰り出す「ターボ攻撃」となる。さらに『オラトリオ・タングラム』のみ左右のターボボタンで右ターボ攻撃と左ターボ攻撃に別れている。
• 実際にどのような攻撃が繰り出されるかは各バーチャロイドによって異なる。一撃必殺の威力があるもの、隙の少ないもの、攻撃よりも敵弾を打ち消す用途に向いたものなど多種多様である。
• 一部の例外を除き、バーチャロイドは自分自身または味方機による攻撃と干渉せず、ダメージを受けることも射線を遮ることもない。ボム、レーザー、ビームといった様々な武器がある。

• 射撃攻撃を行うと、使用した攻撃ボタンに応じて画面の右・左・中央に表示された武器ゲージを消費する。消費量は使用した攻撃の種類によって異なり、またゲージが必要量に満たない攻撃は行うことができない。武器ゲージは一定時間で回復するが、ゲージの回復速度は機体ごとに、また各武器ゲージごとに異なる。ゲージの消費が少なく連射が可能な武器もあれば、一度使用するとしばらく使用不可能になる武器もある。

• 中でもダッシュ攻撃は移動しつつ相手の方向に向き直りながら攻撃するという点こそ共通であるものの、移動方向（前・後・左右）によってまったく違った攻撃になる。特に前ダッシュからの攻撃は強力なものに設定されていることが多いが、強力な攻撃であるほど隙も大きいなど一長一短があるため、プレイヤーは相手との位置関係や攻撃手段の特性などを考慮して攻撃を選ぶ必要に迫られる。
• 地上で2本の操縦桿を左右内側に倒しつつ攻撃すると「しゃがみ攻撃」になり、姿勢を低くしながら上方へと攻撃する。攻撃を撃たずにしゃがむ事はできない。しゃがみ中は停止状態だけでなく、歩き直後にしゃがみ動作を入れる事で、若干の距離を滑るように移動しながら発射出来る。
• 『オラトリオ・タングラム』以降、「地上ダッシュ（斜め前方・斜め後方が加わり5種類に）「空中ダッシュ中（前・斜め前方・後・斜め後方・左右）」「しゃがみダッシュ移動中（前・斜め前方・後・斜め後方・左右）」の状態が加わった。いずれも通常の地上ダッシュとは異なる性質の攻撃に変化するため、武器も多彩になった。
• 『オラトリオ・タングラム』以降、「立ち」「しゃがみ」「ジャンプ中」でターボボタンを押しながら攻撃すると、静止状態から通常の立ち攻撃とは異なる攻撃を繰り出す「ターボ攻撃」となる。さらに『オラトリオ・タングラム』のみ左右のターボボタンで右ターボ攻撃と左ターボ攻撃に別れている。

バーチャロイド同士の戦闘は比較的広い空間で行われるが、ソードや鈍器による打突、あるいは四肢を用いた格闘攻撃が届く間合いになると攻防の手段や移動方法が自動的に変化し、近接格闘独自のルールが適用される。

• 敵が至近距離にいるとき、自動的にロックオンサイトが二重になってダブルロックオンとなる。この状態で攻撃ボタンを押すことで、自動的に攻撃手段が射撃から格闘へと変化し、近接戦を仕掛けることができる。近接格闘による攻撃は射撃攻撃と比べ、おおむね威力が高めに設定されており、また射撃攻撃と異なり武器ゲージを消費しない。
• ダブルロックオン状態では武器のリーチに関わらず、相手との間合いを素早く詰めながらの格闘攻撃を行うことができるが、ダブルロックオンになる距離は各バーチャロイドによって異なる。一般的に、近接格闘能力の低いバーチャロイドはこの距離が短く（＝ある程度密着してからでないと攻撃できない）、高いバーチャロイドはこの距離が長い（＝少し離れていても近接攻撃が出せる）。一部作品では「相手が近接攻撃のリーチが届く範囲にいる（ダブルロックオン範囲と近接可能範囲はイコールではない）」事が近接攻撃が出るトリガーとなっていたため、機体によってはロックオンせずに近接攻撃が出ることもある。
• 近接格闘戦も左手攻撃・右手攻撃・両手攻撃で別れている。また操作を加えることで、様々な攻撃に変化する。
• 『オラトリオ・タングラム』以降では通常攻撃と同様、ターボボタン入力を加えることでターボ近接攻撃が出せる。
• 『オラトリオ・タングラム』では、しゃがみ攻撃動作を行うことによりガード不能のしゃがみ近接攻撃が可能である。これも右手・左手・両手の区別がある。
• 『O.M.G.』『フォース』『マーズ』では、ダブルロックオン状態で、レバーを横に入れてトリガーを入力することにより、相手の側面に回り込みながら近接攻撃を行う回り込み近接を出すことができる。また『オラトリオ・タングラム』では、ダブルロックオン状態でターボボタンを押してからレバー入力をすることによって、相手を正面に捉えつつ側面や後方に回り込むクイックステップが可能であり、更にトリガー入力を加えることにより回り込み近接に相当するクイックステップ近接を出すことができる。
• 他に、『オラトリオ・タングラム』以降では、ダブルロックオン状態で「ジャンプ+トリガー」で小ジャンプからの近接攻撃を行うジャンプ近接、ダウンした相手をダブルロックオンした状態でトリガー入力することにより追い打ちのダメージを与える近接ダウン攻撃、『フォース』『マーズ』では、ダブルロックオン状態で「レバーを後ろに入れてトリガー」で上空への攻撃を行うアッパー近接を出すことができる。
• 『O.M.G.』および『フォース』『マーズ』では、一部のトリガーが近接武器にアサインされていない機体が存在する。当然のことながら、たとえ近接間合いであっても近接武器にアサインされていないトリガーを使用した場合は射撃攻撃が発生する。『O.M.G.』では逆に遠距離攻撃のモーションが近接と共用になっている武器も存在し、遠距離攻撃ながら近接と同じ攻撃判定が存在していたため、これを利用したしゃがみ近接や遠距離近接キャンセルダッシュが可能であった。
• 『オラトリオ・タングラム』以降では、前or斜め前ダッシュ中にレバー後に入れながらトリガーを引くことによって、ダッシュ近接を出すことが出来る。なお、『オラトリオ・タングラム』ではサイファー、『フォース』『マーズ』ではテムジン系列の一部・マイザー・フェイ-イェン系列のみ空中ダッシュ近接を出すことが出来る。これらのダッシュ近接は通常の近接攻撃と異なり、敵との距離に関わらず（つまり、ダブルロックオン状態ではなくとも）出すことができる。
• 至近距離で両方のレバーを内側に倒すと相手の近接攻撃をガードしダメージを軽減することができる。ガードが有効なのは近接攻撃のみで、射撃攻撃は防ぐことができない。また『オラトリオ・タングラム』ではしゃがみ近接はガード不能の攻撃に設定されている。ガードが可能になる距離や範囲定義は作品や機体によって異なり、『O.M.G.』および『オラトリオ・タングラム』では概ね自機がダブルロックオンすることができる前面から左右の範囲、『フォース』『マーズ』ではゲームシステムがチーム戦を前提としているためガード範囲が全方位となっており敵機体が一定距離内にいれば背面範囲からの近接攻撃であってもガードが可能となっている。『オラトリオ・タングラム』『フォース』『マーズ』から追加されたターボ近接攻撃はガードによってダメージの軽減は可能だが通常の近接攻撃をガードしたときに比べると大きめダメージを受け攻撃が命中した機体は吹き飛ばされ転倒するデメリットがある。ガード状態からはカウンターを狙いやすい攻撃の出が早いガードリバーサル近接を出すことができるが一部動作ではキャンセルができない等のデメリットがある。

• ダブルロックオン状態では武器のリーチに関わらず、相手との間合いを素早く詰めながらの格闘攻撃を行うことができるが、ダブルロックオンになる距離は各バーチャロイドによって異なる。一般的に、近接格闘能力の低いバーチャロイドはこの距離が短く（＝ある程度密着してからでないと攻撃できない）、高いバーチャロイドはこの距離が長い（＝少し離れていても近接攻撃が出せる）。一部作品では「相手が近接攻撃のリーチが届く範囲にいる（ダブルロックオン範囲と近接可能範囲はイコールではない）」事が近接攻撃が出るトリガーとなっていたため、機体によってはロックオンせずに近接攻撃が出ることもある。

• 『オラトリオ・タングラム』以降では通常攻撃と同様、ターボボタン入力を加えることでターボ近接攻撃が出せる。
• 『オラトリオ・タングラム』では、しゃがみ攻撃動作を行うことによりガード不能のしゃがみ近接攻撃が可能である。これも右手・左手・両手の区別がある。
• 『O.M.G.』『フォース』『マーズ』では、ダブルロックオン状態で、レバーを横に入れてトリガーを入力することにより、相手の側面に回り込みながら近接攻撃を行う回り込み近接を出すことができる。また『オラトリオ・タングラム』では、ダブルロックオン状態でターボボタンを押してからレバー入力をすることによって、相手を正面に捉えつつ側面や後方に回り込むクイックステップが可能であり、更にトリガー入力を加えることにより回り込み近接に相当するクイックステップ近接を出すことができる。
• 他に、『オラトリオ・タングラム』以降では、ダブルロックオン状態で「ジャンプ+トリガー」で小ジャンプからの近接攻撃を行うジャンプ近接、ダウンした相手をダブルロックオンした状態でトリガー入力することにより追い打ちのダメージを与える近接ダウン攻撃、『フォース』『マーズ』では、ダブルロックオン状態で「レバーを後ろに入れてトリガー」で上空への攻撃を行うアッパー近接を出すことができる。
• 『O.M.G.』および『フォース』『マーズ』では、一部のトリガーが近接武器にアサインされていない機体が存在する。当然のことながら、たとえ近接間合いであっても近接武器にアサインされていないトリガーを使用した場合は射撃攻撃が発生する。『O.M.G.』では逆に遠距離攻撃のモーションが近接と共用になっている武器も存在し、遠距離攻撃ながら近接と同じ攻撃判定が存在していたため、これを利用したしゃがみ近接や遠距離近接キャンセルダッシュが可能であった。

一部の機体にはレバーの入力とボタンを組み合わせた、固有の特殊入力技が用意されている場合もある。

• どのような状況で使うことができるのか、どのような効果が発揮されるのかは技によって異なる。
• 使用することで右・左・両手武器の全ゲージを消費してしまう技もあれば、一部のゲージしか消費しないもの、ゲージをまったく消費しないもの、1ゲームに1回しか使えないものなど、使用コストは技によって異なる。
• 体当たりによる攻撃など、近接攻撃のように相手側のガード入力による防御が可能な技もあれば、特殊な弾丸を射出するもののように、射撃攻撃扱いとなっている技もある。
• 『オラトリオ・タングラム』では特殊入力技にスタートボタンを使用することもある。

『フォース』および『マーズ』の対戦モードでは、戦闘中にスタートボタンを押すことでレスキューダッシュと呼ばれる操作を行うことができ、僚機に接触して互いのライフを分け合い、均等に再配分することができる。レスキューダッシュを行うと全ての武器ゲージを消費してしまう。また、リーダー機ではない僚機が撃墜された場合、行動不能になった僚機に接触することで同様にライフを再配分することができる。

『マーズ』のストーリーモードでは、敵機を倒したりコンテナを拾ったりすることでアイテムを入手できる。このうち回復アイテムは最大5個までストックすることができ、取得した回復アイテムを消費することによって自機および僚機のライフを約半分程度回復することができる。僚機が同伴するミッションでは、回復アイテムを持っていないか、ライフが100パーセント残っている状態に限り、同じ操作でレスキューダッシュを行うことができる。

ちなみにSS(セガサターン)のツインスティックを改造し、変換器で無理矢理「ツインB」の操作タイプで対応させる事もできる

舞台はV.C.a9年の火星圏。木星継承戦争の開幕後、混乱を極める火星戦線は限定戦争としての管理ができなくなり、さらなる混乱への一途をたどり始めた。それらの混乱を意図的に引き起こし何らかの企てをする謎の組織「ダイモン」の存在が確認された。タングラム消失にまつわる一連の事件も全て、彼らダイモンが引き起こしたと言われるが真相は定かでない。フレッシュ・リフォー盟主の座を引退したリリン・プラジナーは、ダイモンを討伐すべく特務機関「MARZ」を設立した。MARZとダイモンの戦い、それに関わる様々な機関や人物との交錯を描いたのが、第4作「マーズ」である。

MARZ所属の隊員であるハッター軍曹が敵に捕われ、消息を絶ったという報告から物語は始まる。プレイヤーはハッター軍曹の捜索を命じられて火星圏におけるDNAの勢力圏に向かうが、そこでかつて「オペレーション・ムーンゲート」に出現した巨大要塞型の兵器ジグラットを操る未知の敵と遭遇する。ハッターを救出したプレイヤーは陽動作戦を兼ね、敵の詳しい情報を得るため、ハッター軍曹と共に木星圏にあるRNAの支配域へと向かう。情報を得るために接触した薔薇の三姉妹の態度はMARZと敵対的であったが、彼女らからダイモン・フラグメントなる未知のアイテムに関する情報を得る。ダイモン・フラグメントは木星圏に所在するJクリスタル（ジュピター・クリスタル）に似た性質を持っていることが解析され、プレイヤーは詳しい情報を得るため、Jクリスタルから実体化したアジムとゲランと交戦する。しかしアジムとゲランが倒されるとJクリスタルはいずこかへと消滅し、プレイヤーは消滅の余波によって地球または月へと転送されてしまう。プレイヤーは、MARZの組織から援助を受けられない土地で孤立する。

月では、白虹騎士団の白騎士クリアリア・バイアステンと行動を共にし、Jクリスタル消滅の影響によってムーンゲート周辺で多発するシャドウ現象を追う。地球では「オラトリオ・タングラム」が継続中の禁制領域シバルバーでハッター軍曹と合流し、薔薇の三姉妹やMARZの上官に言われるままワイルド・クリスタルと呼ばれるアイテムの収集に当たるが、そのせいで恐るべきヤガランデの幻影やジグラットと交戦することになり、結果としてハッター軍曹は上官への不信感を募らせてMARZを離反してしまう。いずれにせよプレイヤーの遭遇した事件の背後にダイモンを名乗る存在があることが示された後、プレイヤーは月から地球へ、地球から月へと転送され、両方のルートを経由する。その間にも火星圏では、ダイモンが提供するオーバーテクノロジーを巡って企業国家同士の攻防が激化しており、MARZは苦境に立たされていく。ダイモンによって火星の極地へと秘匿されていたJクリスタルを奪取するため、プレイヤーは火星へと帰還し、通信回線をハッキングして挑発的な言説を浴びせてくるダイモンの罵倒を受けながらも、攻撃に晒されている拠点を防衛したり、ダイモンにハッキングされた大型ミサイル基地を破壊したり、報酬のために独断で精鋭部隊S.H.B.V.D.を巻き込んでダイモンに荷担したギル少尉の一味と敵対したりする。騒乱の中、MARZを離反していたハッターはS.H.B.V.D.所属時代のコネクションを使ってギル一味を退かせるが、その一方で事態の攪乱こそがダイモンの思惑に対抗する術であると主張し、プレイヤーとも対決する。

プレイヤーはハッターを退け、Jクリスタルの元に辿り着いてこれを解放するが、ダイモンの狙いはその際に発生する時空の歪みにあり、これがダイモン側の大量破壊兵器である事象崩壊要塞の完成を間近なものにしてしまう。電脳虚数空間に潜んでいる要塞の位置を探し出すには、要塞のセンサーであるダイモン・フラグメントを7つ集めて逆探知を仕掛ける必要があり、プレイヤーはその任につく。新たに若い女性のオペレーターがプレイヤーの専属として配属され、彼女はミッションの合間に「オペレーション・ムーンゲート」や「オラトリオ・タングラム」の裏側で暗躍していたダイモンの正体について明かしていく。彼女の話によれば、ダイモンとは現人類誕生以前にムーンゲートを建造し、Vクリスタルを意のままに制御した古代文明の残留思念のようなものであるという。オペレーターの話題はやがて、かつてダイモンに養父を暗殺され、15歳から指導者として「オラトリオ・タングラム」の争乱を率い、後にMARZの創設者となった女性、リリン・プラジナーの話題へと及ぶ。オペレーターは最後に、他ならぬ自分こそがリリン・プラジナーその人であることを明かし、MARZの真の創設理由がダイモンとの戦いに決着を付けることにあると語る。

プレイヤーはリリンに命じられ、ダイモンとの決戦の場である事象崩壊要塞内部へと送られる。要塞内部では、かつてリリンが設計したタングラムのAIが、ダイモンに乗っ取られて要塞と同化されかかっており、プレイヤーに助けを求める。プレイヤーは要塞内部に配置されたジグラットなどのダイモンの兵器群を蹴散らし、途中、かつて主人公に救出された時の恩義を返しに来たハッター軍曹の助力を得ながら要塞の中心部へと辿り着き、ダイモンに操られたタングラムと対決する。タングラムを拘束する6つのRSTユニットをプレイヤーが破壊するとエンディングとなるが、エンディングにおいてタングラムが語る内容は、それがプレイヤーが見た何周目のエンディングかによって異なる。ダイモンから解放されたクリスタルは宇宙空間を飛び越え火星へと向かっていき、火星は青い星となる。

2016年3月10日にOne-Man Rescue公式サイトで『とある -』の作者として知られる鎌池和馬による小説、メカニックデザインはカトキハジメ、キャラクターデザインははいむらきよたかで企画中であることが発表された。2016年5月10日に発売。ISBN 978-4-04-865945-1。『とある - 』シリーズの世界はタングラムによってアクセスされる平行世界の一つという扱いとなり、既存の作品とは全く異なる形でバーチャロイドが登場する。

小説に際して、バーチャロンスタッフによる設定・シナリオ監修や、小説に合わせて設定したゲームルールの提供などが行われている。

上記に記載した小説『とある魔術の電脳戦機』のゲーム化として、『電脳戦機バーチャロン×とある魔術の禁書目録 とある魔術の電脳戦機』のタイトルでセガゲームスからPlayStation 4ならびにPlayStation Vita用ゲームソフトとして2018年2月15日に発売、話の時系列としてはライトノベル版と同じではなく前述のライトノベル『とある魔術の電脳戦機』の事件の後日譚の話となっている。

2017年3月12日にYouTubeでティザームービーを公開。翌2017年3月13日にはニコニコ動画やバーチャロンシリーズ公式サイトでも発表された。

おおよそのゲームシステムは『オラトリオ・タングラム』（オラタン）をベースに開発しているがあくまでも「三和土(たたき)台」としてであり、ダッシュから派生する形で相手を注視しながら円心移動（スライディング）する「トランジション」、『とある-』の登場人物の設定を反映した特殊攻撃および性能強化「ブースト・ウェポン」の追加、タイムアップの際に判定される加点ポイントの追加（消極的プレイでは一定時間後に減点され、逃げによるタイムアップ判定の抑制）、従来の任意ロック（ベテラン操作）に加えて初心者向けにオートロックをし続ける「スマート操作」、対戦も1on1だけでなく「フォース」等のような2on2のモードも追加されており最終的には「オラタン」とは異なるゲームシステムとなっている。バーチャロイドの登場機・数に関しても「オラタン」を基本とするが、『とある - 』の登場人物である「禁書目録（インデックス）」が操作するバーチャロイドに関してはカトキがデザインした『IDX-10/3000バル・ルルーン』というゲームオリジナルのバーチャロイドが登場する。

ゲーム版としてのコラボレーションでは『スーパーロボット大戦X-Ω』に参戦。

2019年3月21日より販売中止。理由は諸般の事情としており、詳細は非公表。2019年11月27日には#ツインスティックの節に詳述した、「タニタ」製のPS4用ツインスティックに対応するバージョンアップが行われた。

単行本全3巻、ひびぽん作画、涼風涼コミック構成による、小説版の内容を基にしたコミカライズ版が『電撃PlayStation』（KADOKAWA）にて、Vol.653（2017年12月28日発売号）から Vol.676（2019年5月28日発売号）にかけて、同誌の付録冊子『デンプレコミック』上にて掲載された。

• 第1巻：2018年03月10日発売 ISBN 978-4-04-8937740
• 第2巻：2018年10月26日発売 ISBN 978-4-04-9121308
• 第3巻：2019年06月26日発売 ISBN 978-4-04-9126037