A pilot film streamed on the anime studio Toei Animation's website. The female leads in the film are dressed as various famous robots in Toei's anime catalog - the girls are personifications of robots in the Gaiking ("Gai-chan"), Magnerobo Ga-Keen ("Gacky"), and Superhuman Combat Team Baratack ("Bara-tan") and the newly added character is from the anime Planet Robot Danguard Ace.
放送に先駆けて2013年7月30日より公式サイト、YouTube、ニコニコチャンネルで0話PVが配信され、同年10月18日より公式サイト、ニコニコチャンネルで1話前半の先行配信が行なわれている。また、放送前特番として2013年12月6日 5:00 - 5:30に「放送直前!『ロボットガールズＺ』特番」が東映チャンネルにて放送された（リピート放送あり）。
