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本作品は、 2015年10月から2016年３月に１期（全25話）、 2016年10月から2017年3月に２期（全25話）が放送されたＴＶアニメーション作品。 監督に長井龍雪、 シリーズ構成に岡田麿里、 キャラクターデザイン原案に伊藤 悠、 メカデザインに海老川兼武など、 実力派クリエイターが多数参加。
本商品は、 TVアニメ１期、 2期の全50話を、 10枚のBlu-rayに収録し、 スペシャル映像を収録した特典DISC（Blu-ray3枚）、 本作を解説したガイドブック（64P）、 各種イラストを掲載したアートブック（32P）、 伊藤 悠アーカイブブック(132P)とともに、 伊藤 悠新規描き下ろしBOXに封入しています。 インナージャケットは、 千葉道徳、 有澤 寛、 新規描き下ろしイラストを使用している。
特典ディスクには、 2019年1月に開催されたイベント「3rd Anniversary “THE REFLECTION”」の映像や、 2019年11月に開催された「ピアノコンサート～Soul of the Iron-Blooded Orphans～」のトークパート映像を初収録するほか、 既発売Blu-ray商品に収録していた各種特典映像も収録。 また音声特典には、 第1期の放送（#19、 #20）にて実施された副音声オーディオコメンタリーを初収録するほか、 既発売Blu-rayに収録されたオーディオコメンタリーを再収録。
対象店舗にて「機動戦士ガンダム 鉄血のオルフェンズ Blu-ray BOX Flagship Edition」（初回限定生産）をご購入の方に、 先着で“購入特典ラジオCD「鉄華団放送局ver.」”または“購入特典ラジオCD「ギャラルホルン放送局ver.」”がプレゼントされます。
購入特典ラジオCD「鉄華団放送局ver.」
パーソナリティ
・河西健吾（三日月・オーガス役）
・金元寿子（アトラ・ミクスタ役）
ゲスト
・櫻井孝宏（マクギリス・ファリド役）
・松風雅也（ガエリオ・ボードウィン役）
購入特典ラジオCD「ギャラルホルン放送局ver.」
パーソナリティ
・櫻井孝宏（マクギリス・ファリド役）
・松風雅也（ガエリオ・ボードウィン役）
ゲスト
・河西健吾（三日月・オーガス役）
・金元寿子（アトラ・ミクスタ役）
