初出は小説『機動戦士ガンダム 閃光のハサウェイ』で、メカニックデザインを担当したのは森木靖泰。その解説では「新鋭MS」となっており、機体設計思想そのものにはガンダム系MSの影響があるとされているが、正式には「ガンダム」ではないとされていた。

2000年にはゲーム『SDガンダム GGENERATION-F』に本作のMSが登場することになり、森木靖泰によって新たに設定画が起こされている。より立体映えするシルエットとなり、脛前側アーマーが取り付けられておらず、内側に配備された爪先が省略されている。また、この際にサンライズから「ペーネロペーのフライト・ユニットを分離させてほしい」というオーダーがあった。最初のデザインの時にはまったく想定していなかったことなので、デザインをまとめ直して本体のオデュッセウスガンダムとフライト・ユニットの分離合体も盛り込んだ。

2001年の『ANAHEIM ELECTRONICS GUNDAM HISTORY 2002 CALENDAR』で、「ガンダムタイプのMS『オデュッセウスガンダム』にオプション装備のFF（フィックスド・フライト）ユニットを装着した状態（FFタイプ）をペーネロペーと呼称する」と設定され[86]、以後、正式にガンダムということになった。また、同年の11月に刊行された『機動戦士ガンダム/ガンダムウェポンズ ニュージェネレーション編』では、オデュッセウスガンダムのフロントとリアの線画が掲載された。

2005年にカトキハジメプロデュースによる「GUNDAM FIX FIGURATION」シリーズで初の立体化をした際、カトキがデザインをリニューアルした。

2021年に映画化に合わせてカトキによる新たなデザインが発表された。劇場版では連邦軍に制式採用された正当なガンダムの系譜の機体で、Ξガンダムが偽物のガンダムに見えるようにデザインされた。そのため、顔も"ガンダム顔"になっている。また、Ξガンダムのデザインが小説版に近いものにされたので、バランスを考えてこちらもスカートを大きくすることによってさらに怪物感を出すなど、小説版に寄せられている。

2000年の『SDガンダム GGENERATION-F』では準サイコミュ機と設定されており、2012年の『SDガンダム GGENERATION OVER WORLD』までのプロフィールモードでは一貫してこの設定だった。しかし、2016年の『SDガンダム GGENERATION GENESIS』で修正された。なお、同ゲームではコックピットがΞガンダムおよびνガンダムと同じとなっている。

*本サイトは、外形の違いが最も大きいバージョンに基づいて、小説版に分かれています。