本作品の企画は、雨宮哲が『boys invent great hero』を発表する以前に、別企画で「ウルトラシリーズ」のアニメ化を円谷プロに打診したことに端を発する[8]。雨宮は当初、『ウルトラゾーン』の特撮ドラマのようなコメディや『ULTRAMAN』の映像化を考えていたが、円谷プロから「ウルトラシリーズ」のアニメ化は難しいという返答を受ける[10]。その代わりに、「『グリッドマン』や『アンドロメロス』ならば貸し出せる」という提案を受けた雨宮は、リアルタイムでの視聴経験があり、設定がアニメーション作品と親和すると考え、本作品の制作に至った[11][12]。
スタッフィング・キャスティング

スタッフには、原作で制作進行だった渋谷浩康が企画監修、音響効果だった森川永子が引き続き同役として参加する[8]。脚本には、円谷プロ側が提示した候補から長谷川圭一が選ばれた[8]。起用の経緯について雨宮は、玩具展開を視野に入れた脚本の執筆経験のほか、長谷川が構成を手がけた『ウルトラマンギンガ』の構図が偶然グリッドマンに似ていることもあり、その要素を脚本に落とせる人物として長谷川に白羽の矢が立ったことを述べている[13][14]。

デザイン面では、渋谷の計らいで、グリッドマンデザインの後藤正行、怪獣デザインの西川伸司など、過去に「ウルトラシリーズ」に携わった経験のあるデザイナーが多数起用されている[12][15][16]。さらに、雨宮のオファーで、玩具デザイナーの野中剛がアシストウェポンのデザイナーとして参加しているほか、TRIGGERの坂本勝がキャリア初となるキャラクターデザインを担当し[12]、主要な敵役であるアレクシスデザインとしてコヤマシゲトが起用されている[8]。

主要キャストは基本的にテープオーディションとスタジオオーディションによって選考された[17]。このうち、グリッドマン役に限っては原作と同様に緑川光に担当してもらいたいとする意見がスタッフ側から自然に生じたため、直接オファーするかたちで緑川がキャスティングされている[18]。
作風・設定

本作品では、従来の特撮ファン向けのリメイクではなく、特撮を知らないアニメファンが、原作のグリッドマン、ひいては「ウルトラシリーズ」などの特撮を知る入口となる作品にすることが企画当初より重要視されている[8][19]。そのため、3人組の主人公グループや身近にいる敵など原作のフォーマットを継承しつつも、世界観およびグリッドマン以外の登場人物やメカは原作から一新された[20][21]。加えて、美少女やロボット物などのアニメならではの要素が意識的に取り込まれている[10]。

ストーリー制作は、雨宮が想定した架空のマーチャンダイジングをベースに、パワーアップ回や最終回までの流れを構想したうえで具体的な世界観作りが開始された[8][22]。玩具タイアップ番組と同様の制作方法が取られた理由としては、縛りを設けないとありきたりなアニメーション表現になる可能性を雨宮が憂慮したことによる[8]。当初、雨宮はSF色の強い物語や深夜アニメ色の強い物語などを検討していたが、原作の特徴だった「人から生まれる怪獣」の要素が欠けていたことを受けて再検討した結果、原作の続編企画『電撃超人グリッドマンF』を活かしたプロットが新たに考案された[18][14]。