《剧场版 超时空要塞F：虚空歌姬》是2008年TV动画《超时空要塞F》的剧场版前篇，由河森正治执导并联合吉野弘幸编剧，中村悠一、远藤绫、中岛爱等担任主要配音，于2009年11月21日在日本上映，片长120分钟。故事延续TV版设定，以西历2059年为背景，银河移民船团“超时空要塞Frontier”正航行于宇宙群星之中。船团中的平民少年早乙女阿尔特一直梦想成为飞行员，在人气歌姬雪莉露·诺姆来船团开演唱会之际，他与崇拜雪莉露的少女兰花·李一同前往观看。不料船团突然遭到神秘重机甲生命体巴究拉的袭击，危急时刻阿尔特坐进最新型变形战斗机VF-25迎战，随后正式成为民间军事公司S.M.S的飞行员。影片以阿尔特、雪莉露与兰花三人的羁绊为主线，贯穿机甲空战与演唱会场景，融合《妖精之歌》等音乐元素。剧场版通过3D特效重构TV剧情，深化角色情感纠葛，延续系列“歌声化解战争”的核心主题。该片最终票房达6.5亿日元，豆瓣评分7.5，续作《恋离飞翼》于2011年完成系列叙事闭环。