Em Robot Girls Z Specials, as versões antropomórficas dos robôs clássicos continuam suas aventuras caóticas em Tóquio. As garotas robô enfrentam novos inimigos cômicos enquanto lidam com rivalidades internas e situações do cotidiano escolar. Entre batalhas exageradas e piadas autorreferenciais, o grupo tenta proteger a cidade e promover a energia fotônica. Os especiais expandem o humor da série principal com episódios curtos focados em fanservice, paródias de mecha e interações divertidas entre as heroínas e suas adversárias.