《超级机器人大战W》是万代南梦宫于2007年3月1日在Nintendo DS平台上发行的回合制战略角色扮演游戏（SRPG），由A.I公司开发。本作是该系列在NDS平台的首款作品，也是系列的第40部作品。标题中的“W”代表NDS的双屏幕（Double Screen）以及游戏剧情由前后两部分构成的特点。

游戏采用前后两部的剧情结构，共包含55话/64关，旨在展现时间的流逝感，角色数量也因此大幅增加。系统方面，继承了GBA版的基本设定，战斗画面在《超级机器人大战J》的基础上进行了强化。NDS的双屏幕和触控功能使得游戏演出效果更佳，BGM和音效也全部重新录制。

游戏支持NDS的触控操作与双屏幕辅助信息显示，但玩家仍可使用传统的十字键等方式进行操作。

参战作品包括《勇者王我王凯牙》、《惊爆危机》、《机动战士高达SEED》、《宇宙骑士BLADE》等，共19部作品，其中多部作品首次参战。

《超级机器人大战W》以其丰富的剧情、精美的画面和多样的参战作品，成为NDS平台上备受好评的机战系列作品之一。