슈퍼로봇대전 Z 시리즈의 최종장. PS3와 PS Vita로 발매된다. 제2차 슈퍼로봇대전 Z와 마찬가지로 2부 구성으로 이루어져있다.

PSP로 나온 2차 Z 시리즈가 PS2로 나온 1차 Z보다 더한 전투씬으로 호평을 받은 것[1]과는 달리, PS3으로 발매된 시옥편은 참전작별로 심하게 차이나는 연출과 합체기의 대거 삭제 등에서 큰 비판을 받았다. 이외에도 전작과 동일한 대갈맵, 증명사진 인터페이스와 포샵질한 느낌의 퇴보된 UI 디자인 또한 기기 성능을 살리지 못했다고 상당한 비판을 받았다. 덤으로 2차 Z에서 다수 수록됐던 건담계 리얼컷인 연출도 대다수가 삭제되는 바람에 몇몇 기체의 경우 다소 밋밋한 연출이 많아졌다.

또한 시옥편에서 지적된 연출 문제는 천옥편까지 이어져 몇몇 참전작은 애니메이션급 퀄리티로 호평을 받았지만 몇몇 참전작은 끝까지 욕을 먹었다. 이는 참전작별 연출감독이 다르기 때문인데, 슈로대 연출감독에 크게 말이 없던 일본 웹상에서도 연출감독을 구분하기에 이를 정도가 되었다. 대표적인 사례가 『아리오스의 그분』.[2]

또한 이 때 이후로 완전히 새로운 게임 엔진을 만들 여력이 없었는지 현재 PS4로 나온 후속작들인 V, X, T에서 3차 Z를 기반으로 한 엔진으로 연출을 전개해 기존의 시옥편과 천옥편에서 참전했던 작품들을 일부 재참전시켜, 거기서 썼던 연출을 다시 쓰거나 일부를 수정해 써서 게임을 내고 있다.

(☆)는 시리즈 첫 참전 작품, (★)는 Z 시리즈 첫 등장 작품.