山下清悟因在《火影忍者》中的優秀作畫而聞名，也曾參與製作《電鋸人》、《咒術迴戰》等知名動畫的OP，是業界著名的動畫師。此前，他還執導過《破曉之翼》等短片動畫，而本片則是他首次擔任長篇動畫的監督。

這部動畫的一大亮點是邀請了多位知名的Vocaloid音樂製作人為其創作歌曲。其中包括supercell的ryo(代表作為初音未來的《Melt》)，以及kz、40mP、HoneyWorks等，他們將負責主題曲及片中的插曲。

《超時空輝耀姬》雖然靈感來源於古典《竹取物語》，但構建了一個名為“Tsukuyomi”的夢幻虛擬世界，將傳統神話與現代的虛擬現實概念相結合，描繪兩位女主角通過歌曲結識並交織命運的故事。