该电影由三池崇史执导，菱田未渚美、山口绮罗、原田都爱、石井兰、石田妮可、黑石高大、ぺえ、中尾明庆、斋藤工、关口Mandy、本田翼、山口莉爱、今井隆文、南出凌嘉、坂野丹迪、大鹤佐助、小浦一优、丰永利行、小田柚叶、隅谷百花、鹤屋美咲、小川樱花、增田来亚等主演，于2020年上映。在80分钟的叙事中，《剧场版 秘密×战士 幻影甜心！ ～拍成电影了～》（又名：内详）『劇場版 ひみつ×戦士 ファントミラージュ！ 〜映画になってちょーだいします〜』が2020年7月23日に公開予定。2019年11月17日のライブビューイングイベントで発表された。主題歌はGirls2の「ABCDEFガール」。 当初は5月1日より公開予定であったが、2019新型コロナウイルス感染拡大を受け、公開延期となったことが4月7日に発表され、その後、公開日が7月23日に決定されたことが6月23日に発表された。 監督はテレビシリーズ総監督の三池崇史が担当。劇場版としてのボリュームアップを図りつつも、映画でテレビシリーズと違うことをやろうとする悪しき慣習を捨てることを標榜し、テレビシリーズ視聴者に違和感を抱かせないことを重視している。OLMプロデューサーの井上文雄は、客層は異なるが、ジェットコースター展開の末に「愛」を結末に持ってくる点は三池の前作『初恋』と共通するものであると評している。