漫画「姐姐的妄想日记」是连载于小学馆「周刊少年SUNDAY」的姐系作品，本次动画的声优和广播剧一样，由小清水亚美饰演“弟控”的姐姐霭子，而弟弟辉则由水岛大宙饰演！霭子的亲友香澄则由明坂聪美献声。 动画收录了原作中的6篇内容以及原创的3话故事。 OAD随漫画单行本第4卷发售。
南条爱乃 近藤玲奈 井上穗乃花 伊濑茉莉也 内田真礼 泽田姬 鬼头明里 铃代纱弓 小清水亚美 三上枝织 长绳麻理亚 富田美忧 悠木碧 东山奈央
小市真琴 本渡枫 小清水亚美 潘惠美 高桥李依 浦和希 水树奈奈
小清水亚美 薄井友里 首藤志奈 东城日沙子 内田直哉 金井美香 大森心 铃木崚汰 高桥智秋 樱井孝宏 宫内敦士 大塚明夫 武内骏辅 前野智昭 平川大辅 明坂聪美 辻亲八 濑户桃子 堀江瞬 速水奖 入野自由 松冈祯丞 梅原裕一郎 市道真央 阪口周平
小清水亚美 洲崎绫 内田真礼 赤崎千夏 菱川花菜
水岛大宙 水泽史绘 鸟海浩辅 野岛裕史 松来未祐 宝龟克寿 广桥凉 大原沙耶香 石井康嗣 置鲇龙太郎 川澄绫子 立花慎之介 柿原彻也 久川绫 藤原启治 井上和彦 西川几雄 小伏伸之 中岛沙树 荒木香惠 森永理科 大川透 木村遥 渡部猛 岩男润子 青山穰 秋元羊介 园崎未惠 冈和男 伊丸冈笃 升望 安元洋贵 斋藤千和 凤芳野 阪口周平
内山昂辉 佐仓绫音 水岛大宙 内田真礼 麻仓桃 中原麻衣 民安智惠 大和田仁美 织田优成 间岛淳司 兴津和幸 竹本英史 恒松步 逢坂良太 细谷佳正 小野贤章 木村良平 绿川光 小岩井小鸟 山下大辉 巽悠衣子 泽城美雪 杉田智和 小野大辅 河西健吾 濑户麻沙美 花江夏树 西村知道 山本兼平 水濑祈
小林优 小野友树 河本启佑 松冈祯丞 岛崎信长 泽城美雪 下田麻美 杉本优 水岛大宙 浪川大辅 津田健次郎 小野大辅 苍井翔太 矢作纱友里 中村悠一
木村良平 三宅麻理惠 樱井透 高垣彩阳 岛崎信长 井泽诗织 小西克幸 三矢雄二 小野友树 水岛大宙 增谷康纪
种崎敦美 福山润 日笠阳子 明坂聪美 日高里菜 富田美忧 加藤将之 子安武人 小原好美 新垣樽助
西山宏太朗 古木望 梅原裕一郎 三瓶由布子 小原好美 斋藤彩夏 种崎敦美 前野智昭 小野大辅 宫寺智子 明坂聪美 本渡枫 染谷俊之 太田基裕
神谷浩史 内田真礼 梶裕贵 石川界人 钉宫理惠 樱井孝宏 大川透 早见沙织 今井麻美 茜屋日海夏 井泽诗织 丰崎爱生 小野大辅 泽城美雪 福山润 井上和彦 小泽亚李 高桥伸也 星野贵纪 东城日沙子 西山宏太朗 明坂聪美 芹泽优 种崎敦美 置鲇龙太郎 巽悠衣子 山本兼平 山谷祥生 村田太志
小林亲弘 千本木彩花 小野友树 三木真一郎 千叶繁 榎木淳弥 种崎敦美 梶裕贵 木村昴 大塚明夫 玄田哲章 折笠富美子 室元气 远藤绫 高木涉 胜杏里 冲野晃司
未知
植田佳奈 伊藤美纪 伊藤静 池泽春菜 能登麻美子 清水香里 钉宫理惠 佐藤利奈 斋藤千和 小清水亚美 喜多村英梨 家中宏 滨田贤二 佐藤蓝 泽木郁也 河本邦弘 大浦冬华
悠木碧 水树奈奈 高垣彩阳 日笠阳子 南条爱乃 茅野爱衣 井口裕香 久野美咲 石川英郎 保志总一朗 赤羽根健治 濑户麻沙美 市道真央 寺川爱美 市之濑加那 山路和弘 麦人 关俊彦 日高法子 草尾毅 堀江由衣 寿美菜子 石上静香 村濑迪与 井泽诗织 田泽茉纯 水濑祈
小野贤章 上田丽奈 诹访部顺一 齐藤壮马 津田健次郎 石川由依 早见沙织 落合福嗣 武内骏辅 山崎真花 永濑安奈 佐藤日向
小林千晃 铃木崚汰 古川慎 佐藤元 白井悠介 小清水亚美
松野太纪 中川亚纪子 小杉十郎太
后藤沙绪里
松冈祯丞 金元寿子 高桥未奈美 花江夏树 小野友树 大西沙织 赤崎千夏 冈本信彦 诹访部顺一 安元洋贵 石上静香 茅野爱衣 小林裕介 石田彰 伊藤静 钉宫理惠 花泽香菜 樱井孝宏 梶裕贵 杉田智和 中村悠一 子安武人 小山力也 银河万丈 内田真礼 村田太志
演员：小林亲弘 千本木彩花 小野友树 三木真一郎 千叶繁 榎木淳弥 种崎敦美 梶裕贵 木村昴 大塚明夫 玄田哲章 折笠富美子 室元气 远藤绫 高木涉 胜杏里 冲野晃司
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演员：
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演员：植田佳奈 伊藤美纪 伊藤静 池泽春菜 能登麻美子 清水香里 钉宫理惠 佐藤利奈 斋藤千和 小清水亚美 喜多村英梨 家中宏 滨田贤二 佐藤蓝 泽木郁也 河本邦弘 大浦冬华
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