キャラクターの個性を際立たせるのが、霊長兵器ヴァルヴレイヴ各機の異彩を放つメカニックデザインと独自スペックだ。
・I号機「火人（ヒト）」：時島ハルト搭乗。全領域対応型の素体であり、熱エネルギーを刃に変換する「切腹大剣」など圧倒的な破壊力を誇る。 ・III号機「火神鳴（ヒカミナリ）」：犬塚キューマ、後に山田ライゾウ搭乗。巨大な腕部ユニット「アーム・ストライカー」による重火器乱射と圧倒的な火力が特徴。 ・IV号機「火輪（カーミラ）」：流木野サキ搭乗。背部の多脚状兵器「マルチレッグ・スパイン」により、圧倒的な機動力と三次元的な奇襲攻撃を可能にする。 ・V号機「火打羽（ヒウチバ）」：犬塚キューマ搭乗。強固な物理装甲「IMP」を備え、強固な防衛戦を展開する要塞型。 ・VI号機「火遊（ヒノワ）」：連坊小路アキラ搭乗。電子侵入・ハッキングに特化した特殊機体で、敵兵器を内部から無力化する。
各機体がパイロットの精神やルーン（情報粒子）を食らいながら真の性能を発揮するという設定が、戦闘シーンに独特の緊張感をもたらしていた。
