その後、後付けでウルトラ警備隊の7人目のヒーローということとなった[6][8]。ウルトラセブンのデザインは『ウルトラマン』と同じく成田亨が担当し、ロボットのようなメカニカルなデザインから青色基調の西洋の甲冑風の意匠を経て、現在のデザインが生まれた[8]。
本作品の企画書[注釈 9]には、放送開始日が1967年10月15日と記述されていたが、『キャプテンウルトラ』が当初の全26話予定から2話分の短縮措置が取られて全24話となったのを受け、本作品も前述の予定から2週繰り上げとなる10月1日スタートとなった。
「遊星間侵略戦争の激化によって地球が多くの宇宙人に狙われている」という設定が設けられたため、そうした宇宙人の侵略に対抗すべく世界規模の軍事機構・地球防衛軍が組織されたという設定が導入された。ウルトラ警備隊は、地球防衛軍内部の特殊戦闘部隊という設定である。また、ストーリーも敵対的な宇宙人に対する諜報戦が描かれることが多いなど、軍事色が強くなっている。また、個々のエピソードについてもドラマ性が重視され、
地球と宇宙都市の衝突危機という非常事態の中で、本来は悪意のなかった宇宙人との共存の道を見出せなかった悲劇を描いた第6話「ダーク・ゾーン」
単なる宇宙人の侵略にとどまらず、地球人同士の皮相的で壊れやすい信頼関係をも風刺を交えて描いた第8話「狙われた街」
自らの生命維持のために地球人の生命を盗み取る老衰した宇宙人の所業を通し、自己の生存のために他者を犠牲にする現実社会の不条理をも風刺した第11話「魔の山へ飛べ」
宇宙開発局が打ち上げた惑星探査機を侵略兵器と誤解して地球に報復にきた宇宙人の言動を通して、異種族間の相互理解の困難さを描いた第16話「闇に光る目」
地球防衛軍が行った新兵器実験の犠牲になった宇宙怪獣の悲劇を通し、最終的勝利者のいない無意味な軍拡競争への批判を描いた第26話「超兵器R1号」
地球攻撃の捨石にされ、地球で生きることを放棄した宇宙人の少女とモロボシ・ダン（ウルトラセブン）の価値観を対比した第37話「盗まれたウルトラ・アイ」
地球人が侵略者の末裔ではないかという疑問を投げかけることで、セブンの正義を根底から揺さぶった第42話「ノンマルトの使者」
コンピューターとロボットによるオートメーション化の行き着く先を描き、当時の高度経済成長や盲目的な科学万能主義を批判した第43話「第四惑星の悪夢」
など、娯楽作品の枠にとどまらない傑作を生み出した。
宇宙人やその手下である怪獣やロボットも、「地球を狙う侵略者とその生物兵器またはロボット兵器」という趣が強くなって個々のキャラクター性が薄められ、劇中では名前すら明らかにされないケースも存在した。この点は、怪獣のキャラクターを重視し、オープニングで怪獣名を出していた『ウルトラマン』と大きく異なる点である。侵略者がセブンの存在やその正体がダンであることを把握しており、変身道具であるウルトラアイを盗んだりダンの殺害を企てたり、困難な状況に陥れようと試みたこともある[注釈 10]。一方で侵略者がセブンの存在やダンの正体を知らず、セブンの登場に慌てたり驚いたりするパターンもたびたび見られた[注釈 11]。
その一方、身長が自由自在に変えられるなどウルトラマンよりも多彩な超能力を備えたセブンのヒーロー性や、ハードなものから幻想的なものまで多彩に使い分けられた戦闘シーンの演出、ウルトラ警備隊の活躍シーンの爽快さなど、児童層をとらえるエンターテイメント性も追求された。本作品では他のウルトラシリーズと比べて巨大化しない等身大の宇宙人が数多く登場していた分、ウルトラ警備隊にも活躍の場が多く与えられており、セブンに頼らずにウルトラ警備隊のみでこれらの宇宙人を撃滅した例も少なくない[注釈 12][注釈 13]。
そのほか、本作品の特徴として、着ぐるみの流用が前2作品と比べて少ないことが挙げられる。これは、着ぐるみショーがビジネスとして確立したため、着ぐるみの数が1体でも多い方が商業的にメリットがあったためであるという[12][注釈 14]。
本作品は、企画の段階より英国SF作品『サンダーバード』の影響を強く受けており[13][14][15]、商業展開上も前2作品に較べ、メカ類の玩具が多数発売された[注釈 15]。人気絶頂にありながら、撮影スケジュールの遅延などで終了せざるを得なかった『ウルトラマン』の反省を踏まえ、本作品は『キャプテンウルトラ』の放映中にバンクシーンの撮り貯めが行われたが、なかでもウルトラホークなどの防衛軍超兵器の発進シークエンスは、『サンダーバード』のそれを強く意識した凝った作り込みがなされている。
本作品は当初、3クール・全39話の予定で放送を開始したが、前番組『キャプテンウルトラ』で平均25.6%まで下落した視聴率を再び30%台に乗せたことで[注釈 16]局サイドに評価され、1968年3月末には10本の追加制作が決定する。