本作を語る上で欠かせないのが、副主題歌・挿入歌として絶大な人気を誇る『ウルトラ六兄弟』の存在です。主題歌『ウルトラマンタロウ』と同じく阿久悠作詞・川口真作曲のコンビによって生み出されました。
主題歌が「タロウ単体のオリジンと母との絆」に焦点を当てているのに対し、『ウルトラ六兄弟』はゾフィー、初代マン、セブン、新マン（ジャック）、エース、そしてタロウへと連なる「兄弟の絆と銀河の平和」を壮大なスケールで歌い上げています。歌詞の構造においても、六兄弟それぞれの立ち位置や結束の強さがストレートに表現されており、劇中のクライマックスシーンを劇的に盛り上げました。
さらに、劇中を彩った挿入歌一覧にも名曲が揃っています。
- 『ウルトラの母のバラード』（作詞：田口成光 / 作曲：冬木透 / 歌：藤田淑子）：母の限りない無償の愛をしっとりと歌い上げた名バラード。
- 『タロウの遠眼鏡』（挿入曲）：劇中のユーモラスな日常シーンやZATの活躍を支えた名劇伴。
- 『ZATの歌』：宇宙科学警備隊ZATのハイテク感とチームワークを象徴する行進曲風ナンバー。
