ดับเบิลโอกันดั้มนับเป็นกันดั้มรุ่นที่สี่ที่แท้จริงเพียงเครื่องเดียวของเซอเลสเทียลบีอิง ซึ่งมีลักษณะสำคัญคือใช้เตาปฏิกรณ์GNไดรฟ์สองเตาเป็นแหล่งพลังงาน ซึ่งGNไดรฟ์ทั้งสองนี้จะให้พลังงานร่วมกันด้วยระบบทวินไดรฟ์ ซึ่งทำให้พลังงานที่ได้นั้นเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ แต่GNไดรฟ์ทั้งสองต้องมีความเข้ากันได้มากกว่า 80% ขึ้นไป

ลักษณะของดับเบิลโอกันดั้มนั้นจะคล้ายกับกันดั้มเอกเซีย แต่รูปแบบการใช้งานนั้นจะเป็นโมบิลสูทแบบต่อสู้ทั่วไปแทนที่จะเน้นการต่อสู้ในระยะประชิดแบบกันดั้มเอกเซีย GNซอร์ดทูว์ซึ่งเป็นอาวุธหลักนั้นพัฒนามาจากGNซอร์ดของกันดั้มเอกเซีย GNซอร์ดทูว์นี้สามารถใช้บีมไรเฟิลได้มีประสิทธิภาพกว่าเดิมและสามารถใช้เป็นบีมเซเบอร์ได้ รวมทั้งสามารถนำมาประกอบกันเป็นหอกสองปลาย GNทวินแลนซ์ ได้ ดับเบิลโอกันดั้มยังมีGNบีมเซเบอร์สองเล่มซึ่งสามารถปรับไปเป็นมีดบีมและขว้างได้เหมือนGNบีมแด็กเกอร์ของเอกเซีย และโล่GNชิลด์สองอันซึ่งสามารถนำมาประกอบกันเป็นโล่ใหญ่ได้ และเนื่องจากมีส่วนปลายเป็นคมเหมือนของเอกเซียจึงสามารถติดแขนเป็นอาวุธได้ด้วย

ในฤดูกาลแรกนั้น ดับเบิลโอกันดั้มปรากฏตัวให้เห็นเพียงช่วงสั้นๆในตอนสุดท้าย ซึ่งในขณะนั้นยังไม่สามารถใช้การได้เพราะเซอเลสเทียลบีอิงไม่มีGNไดรฟ์ที่สามารถเข้ากันได้กับGNไดรฟ์ของโอกันดั้ม จึงไม่สามารถใช้ทวินไดรฟ์ซิสเต็มได้ เหลือเพียงGNไดรฟ์ของกันดั้มเอกเซียที่หายสาบสูญไปพร้อมกับกันดั้มไมสเตอร์ เซ็ตสึนะ เอฟ. เซย์เอย์เท่านั้น

เซ็ตสึนะและกันดั้มเอกเซียได้กลับมาร่วมกับกลุ่มเซอเลสเทียลบีอิงอีกครั้ง หลังจากหายตัวไปถึงห้าปี แต่GNไดรฟ์ของกันดั้มเอกเซียก็ไม่สามารถเข้ากับGnไดรฟ์ของดับเบิลโอกันดั้มได้ดีพอที่จะใช้ทวินไดรฟ์ซิสเต็มได้ แต่ในที่สุดเซ็ตสึนะก็สามารถเดินเครื่องระบบทวินไดรฟ์ได้โดยเปิดทรานแซมซิสเต็ม ด้วยพลังงานจากทวินไดรฟ์ซิสเต็ม ดับเบิลโอกันดั้มจึงสามารถใช้GNฟิลด์บาเรียร์ป้องกันตัวได้

แต่การใช้ทรานแซมเพื่อปรับระดับพลังงานของGNไดรฟ์นี้ไม่เสถียรนัก และยังทำให้ดับเบิลโอกันดั้มไม่สามารถใช้กำลังได้เต็มที่ ซึ่งในการต่อสู้กับ GNX-704T/AC อเฮด ซะคิงะเค ของมิสเตอร์บูชิโด ระบบทวินไดรฟ์ก็เกิดโอเวอร์โหลดจนไม่สามารถต่อสู้ได้ เซอเลสเทียลบีอิงจึงได้แก้ปัญหาโดยพัฒนายาน GNR-010 โอไรเซอร์ ซึ่งสามารถประกอบร่างกับดับเบิลโอกันดั้มเป็นดับเบิลโอไรเซอร์ได้โดยเป็นเหมือนปีกปิดข้างไหล่ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ติดตั้งGNไดรฟ์ทั้งสองเตา โอไรเซอร์นั้นจะช่วยควบคุมการทำงานของGNไดรฟ์ ทำให้ระบบทวินไดรฟ์สามารถทำงานได้เสถียรและสามารถเร่งพลังงานได้เต็มที่ ซึ่งดับเบิลโอไรเซอร์จะสามารถเปิดโหมดทรานแซมเบิร์สท์ที่จะกระจายอนุภาคGNอย่างหนาแน่นออกไปเป็นบริเวณกว้าง ซึ่งในสภาพทรานแซมเบิร์สท์นี้ อนุภาคGNจะเป็นเหมือนสื่อกลางที่ทำให้มนุษย์สามารถสื่อสารกันได้ผ่านทางกระแสจิต รวมถึงยังสามารถรักษาอาการเซลล์เสื่อมสภาพที่เกิดจากอาการอนุภาคGNเป็นพิษจากGNไดรฟ์เทาได้อีกด้วย ซึ่งดับเบิลโอกันดั้มเองยังสามารถใช้อนุภาคที่ปล่อยออกมาขณะเปิดทรานแซมเบิร์สท์โหมดสร้างภาพติดตาขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและสามารถใช้ไรเซอร์ซอร์ด โดยรวมกำลังของGNซอร์ดทูว์สองเล่มเข้าด้วยกันแล้วยิงออกไปเหมือนบีมเซเบอร์ขนาดใหญ่ที่มีอานุภาพสูง แต่ดับเบิลโอไรเซอร์ก็ต้องเสียพลังงานไปมากจากการใช้ไรเซอร์ซอร์ด ในภายหลังเซอเลสเทียลบีอิงจึงได้พัฒนาดาบGNซอร์ดทรีที่สามารถใช้ไรเซอร์ซอร์ดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิม

ดับเบิลโอกันดั้มได้รับความเสียหายอย่างหนักในการต่อสู้กับ รีบอนส์กันดั้ม ของริบบอน อัลมาร์ค ซึ่งริบบอนได้ชิงGNไดรฟ์เตาหนึ่งจากดับเบิลโอไปติดตั้งกับโอกันดั้มเพื่อใช้แทนรีบอนส์กันดั้มที่ได้รับความเสียหายอย่างหนักเช่นกัน เซ็ตสึนะจึงได้ถอดGNไดรฟ์อีกเตาไปเพื่อใช้กันดั้มเอกเซียรีแพร์ทูว์ต่อสู้แทน ซึ่งเซ็ตสึนะสามารถสังหารริบบอนในการต่อสู้ได้ แต่GNไดรฟ์ทั้งสองก็ถูกทำลาย

ในภาคภาพยนตร์ โมบิลสูทกันดั้มดับเบิ้ลโอ อเวคเคนนิงออฟเดอะเทรลเบลซเซอร์ ดับเบิลโอไรเซอร์ได้รับการปรับปรุงเป็น GN-0000RE+GNR-010 โดยใช้ถังประจุอนุภาคGNแทนGNไดรฟ์ทั้งสองเตา ซึ่งดับเบิลโอไรเซอร์ที่ใช้ถังประจุอนุภาคGNนี้จะใช้ระบบทรานแซมได้เป็นเวลาจำกัด ในที่สุดนั้น ดับเบิลโอไรเซอร์ก็ถูกกลุ่มสิ่งมีชีวิตโลหะเปลี่ยนรูปจากต่างดาวกลืนเข้าไป