《少女与战车 剧场版》的 CG 制作面临不小挑战，30 对 30 的大战意味着 60 辆战车的呈现，即便升级 3D 软件后容量限制增至 8 辆，仍是巨大负担。柳野启一郎团队利用充足预算，对 TV 版战车模型进行升级，修正错误、优化特写效果，经军事顾问检查后，提升至能承受剧场大屏幕近距离观看的细节度；新登场战车建模参考实际战车，团队还前往日本自卫队武器学习参观研究。
剧场版中，装甲侧裙粉碎、玻璃破碎等大量碎片场景，以及战斗部分的损坏战车和战场破坏痕迹，给 CG 场景管理带来困难。最后的战斗基本全 CG 制作，包括角色在内，且打破远景用 3D、中近景手绘的常规，以不让观众感到违和为原则，柳野对观众未察觉角色 CG 化既觉成功又略有遗憾。
战斗节奏上，不同部分速度有别，后半段速度渐增，决战部分参考成龙《A 计划》的武打节奏。为区分敌我战车，团队夸张战车特征，用动作表现重量感；还通过战车部件动作、启动准备动作及履带细节等展现角色感情，开炮与中弹特效也重做升级，介于 CG 和手绘之间。
柳野认为，从 3D 角度看，剧场版开场大洗城区战斗是看点，背景取景和景物材质重新制作，更显真实。
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