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。
悠木碧 大塚刚央 小西克幸 种崎敦美 石川由依 木野日菜 甲斐田裕子 潘惠美 小清水亚美 七海弘希 齐藤贵美子 家中宏 赤羽根健治 名冢佳织 久野美咲 鹿糠光明 桐本拓哉 岛本须美
菲鲁兹·蓝 内山昂辉 诹访部顺一 花江夏树 日野聪 早见沙织 Saori Hayami 榎木淳弥 小清水亚美 丰永利行 泽城美雪 津田健次郎 佐藤节二
沼仓爱美 赤崎千夏 水濑祈 佐仓绫音 大地叶 日高里菜 诹访彩花 水岛大宙 松冈祯丞 内山昂辉 寺崎裕香 早见沙织 杉田智和 村瀬步
福山润 樱井孝宏 野上尤加奈 水岛大宙 小清水亚美 绿川光 保志总一朗 后藤邑子 大原沙耶香 折笠富美子 杉山纪彰 渡边明乃 真殿光昭 田中一成 二又一成 岛香裕 私市淳 中田让治 新井里美 若本规夫 富泽风斗 金井美香
中田あすみ 寺门仁美 水岛大宙 皆川纯子 土屋実纪 下屋则子 浅野まゆみ 岸尾大辅 伊东みやこ 古岛清孝 日下ちひろ 植田佳奈 喜多村英梨 新谷良子
绪方惠美 鬼头明里 千叶翔也 内田雄马 佐藤未奈子 土岐隼一 安济知佳 水岛大宙 小林大纪 津田健次郎 由爱可奈 吉田有里 森永千才 金泽舞
西萩五十铃 国分优香里 市濑秀和 井上优 木内秀信 近藤隆 饭田利信 明坂聪美 稻村优奈 吉田仁美 竹内顺子 蒋里美 中村太亮 田中理惠 三瓶由布子 深见梨加 大谷美贵 松山鹰志 高木俊 松风雅也 汤屋敦子 柳原哲也 河野匡泰 宍户留美 铃木真仁 冈部凉音 根本正胜 屋良有作 增田裕生 山本匠马 津田健次郎 高坂笃志 岩崎征实 寺崎裕香 水野理纱 安田裕 池田政典 高桥广树 藤原祐规 中野裕斗 汤泽幸一郎 国立幸 胜矢 上原健太 镰苅健太 大桥贤一郎 永野广一 丰永利行 内藤玲 石井翔子 平野贵裕 前田刚
明坂聪美 小松未可子 德井青空 堀野紗也加 阿部敦
喜多村英梨 近藤孝行 明坂聪美 柚木凉香 井口裕香 早见沙织 矢作纱友里 三宅华也 三宅健太 小清水亚美 清水爱
小野贤章 细谷佳正 稻村优奈 矢野奖吾 大林洋平 板仓光隆 知桐京子 新出七海 明坂聪美 东地宏树 游井亮子 藤本喜久子 花江夏树 高梨谦吾 清都亚里沙 石川由依 坂卷学 园崎未惠 柿原彻也 小林沙苗 石田彰 大地叶 渊上舞 浪川大辅 高木万平 逢泽凛 金城大和 内山昂辉 村濑迪与 前川凉子 高木心平 布里德卡特·塞拉·惠美 浅沼晋太郎 石川界人 咲野俊介 星野贵纪 山路和弘
杉田智和 阪口大助 钉宫理惠 中井和哉 铃村健一 小林优 雪野五月 太田哲治 石田彰 高松信司 子安武人 山崎巧 清水理沙 茶风林
矢岛晶子 小林由美子 楢桥美纪 藤原启治 森川智之 兴梠里美 真柴摩利 林玉绪 一龙斋贞友 佐藤智惠 高田由美 七绪春日 富泽美智惠 三石琴乃 纳谷六朗 森田顺平
未知
草尾毅 绿川光 梁田清之 置鲇龙太郎 盐屋翼 原惠理子 平松晶子 田中秀幸 小野坂昌也 神奈延年 西村知道 森川智之 干本雄之 盐屋浩三 佐藤正治 江川央生 川津泰彦 大塚芳忠 石川英郎
风间俊介 津田健次郎 高桥广树 近藤孝行
松本梨香 大谷育
久保由利香 Yurika Kubo 粕谷大介
松本梨香 大谷育江 川菜翠 山田恭子 上田祐司 林原惠美 三木真一郎 犬山犬子 斋贺光希 金丸淳一 野泽雅子 野岛健儿 石冢运升 兴梠里美
坂泰斗 上田丽奈 平川大辅 东地宏树 银河万丈 古川慎 中村源太 三川华月
歩サラ 小花モモコ 秋本ねりね 本多啓吾
安藤亚里沙 池泽春菜 高乃丽 神代知衣 渡边久美子 今井由香 西村千奈美
大山信代 小原乃梨子 野村道子 立壁和也 肝付兼太
演员：杉田智和 阪口大助 钉宫理惠 中井和哉 铃村健一 小林优 雪野五月 太田哲治 石田彰 高松信司 子安武人 山崎巧 清水理沙 茶风林
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演员：矢岛晶子 小林由美子 楢桥美纪 藤原启治 森川智之 兴梠里美 真柴摩利 林玉绪 一龙斋贞友 佐藤智惠 高田由美 七绪春日 富泽美智惠 三石琴乃 纳谷六朗 森田顺平
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