Не обязательно. Можно так:

Допустим на форме есть виджеты типа QLineEdit  в количестве 10 штук (edLine1, edLine2, ... , edLine10)

В объявлении "отдельно окна для ввода настроек" пшем типа:

C++ (Qt)
class QSettingsDlg: public QDialog, public Ui::QSettingsDlg{
...
 

потом в слоте основного окна:

C++ (Qt)
QString s1;
QString s2;
...
...
QString s10;
QSettingsDlg dlg(this);
if (dlg.exec() == QDialog::Accepted)
{
  s1 = dlg.edLine1.text();
  s2 = dlg.edLine2.text();
  ...
  s10 = dlg.edLine10.text();
}
 

Суть ясна?

Все-таки суть не уловил. Поясняю:
Когда создается класс формы, то при применении множественного публичного наследования все виджеты на форме доступны из родительского класса.
Т.е. в данном случае, если пишем:

C++ (Qt)
class QSettingsDlg: public QDialog, public Ui::QSettingsDlg{
 

то в том месте, где вызывается этот самый QSettingsDlg, будут доступны все его виджеты. И не важно, какого они типа.

P.S. Или это я чего-то недопонял... Задача стоит как: по кнопке (ну или другому событию) поднять диалог настроек и получить оттуда кучу данных?

Можно делать проще. Объявить глобальные переменные и через class QSettings писать /читать их. Для меня так так наглядней

не понимаю чем плох вариант сохранения настроек в реестре или в ini файле? Вызвал окно настроек, при закрытии его сохранил настройки и всё.

Вопрос был не в том, как сохранять настройки.
Прочитай название темы. И ответ уже был дан.