フル・オーケストラの音楽が映像を色付けます。

この感動的な２時間のストーリーのバックを飾る音楽を手掛けるのは、一時期ＬＡを中心とした活動を展開、現在もハンス・ジマーなどハリウッドの作曲家との交友も持つ、池 頼広。最近では、「女王の教室」「負け犬の遠吠え」「一番大切な人は誰ですか？」など、数多くのテレビ・ドラマや、アニメ、映画音楽を手掛ける鬼才である。
今作の映画を手掛けるにあたり、作品ストーリーや映像から触発され出来上がった楽曲は、ＣＤ収録分数を遥かに超えるほどの数に及び、その中から実際に映画で使用されたものを中心に厳選しＣＤ１枚に収録。
また、映画の中で重要な要素となる、ちせのカセット・レコーダーから流れる楽曲・・・「きみのうた」・・・も、特別にこのサウンドトラックだけに収録。尚、この「きみのうた」は、原作者・高橋しん氏が歌詞のアイデアを提供しできあがった曲であり、劇中で感動的に使用されている。すでに１０月下旬より、「最終兵器彼女」公式サイトでストリーミングによる試聴が可能となっているが、試聴スタート後しばらくはストリーミングが殺到し、WEBサーバーがダウン寸前までになったほど、問い合わせと反響があった。唯一のボーカル・トラックとして収録されるこの曲も、「サイカノ」ファンにはたまない１曲であるといえる。