ゲームは「アドベンチャー部分」と「問題解決シーン」の2つのパートから成り、アドベンチャー部分でハルヒと会話をしながら信頼感を高め、言葉のかけら「トピック」を集めます。問題解決シーンではハルヒに気付かれることなく、学校で起こる不思議な現象を団員たちが分担して誤魔化したり、消滅させたりして、ストーリーを進めていきます。
DS版にはアニメのテーマ曲を手がけるスタッフが新規に制作するテーマソング2曲が収録されます。
また、豪華初回限定版には涼宮ハルヒらしさを追求したデザインのコンセプトカーチョロQ“「涼宮ハルヒの憂鬱」チョロQ マツダRX-7”と、DS本体を保護する“SOS団ガードカバー”、DS Liteや様々なものに貼り付けることのできる“キャラクターステッカー”、DSのソフトを1つずつ保護するソフト用のスリーブ“キャラクタースリーブ”3つと、それを収める“DSスリーブ用ケース”、DSを入れて持ち歩くことのできる「SOS団ポーチ（DS Lite）」が同梱されされます。
通常版は5040円、限定版は8190円での発売となります。
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