OVAおよび劇場版アニメ『新機動戦記ガンダムW Endless Waltz(EW)』では、メカデザイナーカトキハジメの手によって作中のガンダムのデザインが一新された。ただし、これらの機体はテレビ版の強化発展型ではなく、物語上はまったくの同一機体だが"作品の制作バージョンによるデザイン違い"というものである。OVA公開当時に発売されたプラモデルなどの商標名や関連ゲームにおける名称は、テレビ版と区別できるように「ガンダムサンドロックカスタム」と呼称されていたが、リデザインされた同一機ではなく改良機と誤解を招くことから、徐々に「ガンダムサンドロック改（EW版）」という名称表記へと移行していった。

主な変化としては、白とグレーを基調としたテレビ版のデザインに比べ、薄紫を基調とした配色への変化が挙げられる。また全体的に太めの体型だったテレビ版に対し、こちらは細身になっている。武装面ではビームマシンガンとホーミングミサイルが廃され、主武装はヒートショーテル2本とバルカン砲のみとなっているほか、新たに耐ビームコーティングマントが追加された。設定上はシールド・ビームマシンガンが存在しているが劇中では未使用で、そのためクロスクラッシャーも未使用である。『敗栄』では、宇宙仕様への改修時にバックパック中央にスラスターユニットが追加されており、ウイングガンダムのバスターライフルのものと同形状のカートリッジを使用したビームライフルを携行している。また、ヒイロの要請でゼロシステムが搭載されている。

機体廃棄のためシャトルに搭載され太陽に向けて打ち上げられるが、マリーメイア軍の蜂起に伴い再回収され、再度戦場に復帰する。ブリュッセルでの戦闘にて、圧倒的物量をもつマリーメイア軍のサーペント部隊に苦戦しつつも獅子奮迅の活躍を見せる。騒乱終結後はデスサイズヘル、ヘビーアームズ改とともに爆破破棄される。