1999年6月1日，“世嘉 New Challenge Conference '99”上发表了制作Dreamcast版《超级机器人大战α》。DC版α是系列首次采用3D多边形制作机体的图像。但是，因为首次制作3D多边形图像，加上一直未能决定演出的方向性，导致不断出现错误。再者，400台机体的模组设计也耗费了大量时间，令开发极其困难，结果发售日也迟迟未能决定。本来发售日决定在2001年7月26日，但后来又再延期，最后在2001年8月30日才正式发售（比续篇《α外传》还要迟）。发售当时甚至连Dreamcast主机亦已停产。因为本作开发时间过长，令开发组在之后专注开发2D作品，3D图像作品的企划则有一段时间被搁置。

剧本方面，DC版也作出了一些变更。首先登场作品加入了由Sunrise Interactive制作的DC游戏《Sunrise英雄谭》中登场的《机甲世纪G Breaker》。另外，故事上也追加了不下接《α外传》，在本作直接完结的剧情。即使与PS版共通的剧情上也作出了若干变更。

系统上则加入了在《超级机器人大战64》中正式采用的合体攻撃，也加入了中断战斗动画功能。另外，战斗版面也变成可以回转的3D版面。难易度方面，由于PS版难度太低（甚至被揶揄“一击就能击破最终首领”），因此重新设计难易度，结果虽然没有《α外传》般困难，但在平衡度上也作出了相当的向上调整。

戦闘シーンは、完全新作による3Ｄポリゴンとなり、従来の「スパロボ」にない多彩なカメラワーク、演出が可能になりました。更に、ドリームキャストでは、特定のユニットによる合体攻撃システムも搭載!!

プレイステーション版には無い完全新作エンディングルートが追加！ また、合体攻撃システム搭載により、ロボットや、武器、パイロットのパラメーター変更を行いゲームバランスの再調整を行っております。

3Ｄポリゴンモデルを使用したストーリーデモを新規追加。また、オープニングムービーも新規作成！