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
安济知佳 若山诗音 小清水亚美 久野美咲 榊孝辅
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
未知
高山南 石见舞菜香 细谷佳正
武冈淳一 井上和彦 千千松幸子 铃置洋孝
平松晶子 玉川纱己子 小樱悦子 松本梨香 岛田敏 政宗一成
野原向日葵：こおろぎさとみ 野原广志：森川智之 藤原啓治 野原美冴：ならはしみき 野原新之助：矢島晶子 小山よし治：池田知聡 坂口賢一 小山まさえ：宮寺智子
宫崎一成 中田让治 石川由依 草尾毅 藤田佳寿惠 五十岚裕美 洲崎绫 潘惠美 石见舞菜香 浅野麻由美 若本规夫 稻田彻 远藤纯一 杉田智和
水田山葵 大原惠美 嘉数由美 木村昴 关智一 妻夫木聪 宫本信子 三石琴乃 松本保典 笨蛋节奏 羽鸟慎一
绪方惠美 林原惠美 三石琴乃 宫村优子 山口由里子 立木文彦 清川元梦 山寺宏一 关智一 岩永哲哉 岩男润子 优希比吕 长泽美树 子安武人 石田彰
入野自由 田村淳
花江夏树 中村悠一 雨宫天 张杰 小野贤章 小连杀 皇贞季 边江 张韦
浪川大辅 大里雅史 生天目仁美 矢部雅史 川中子雅人
高桥未奈美 河村梨惠 丸山京夏 真野步 高桥雏子
演员：
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演员：高山南 石见舞菜香 细谷佳正
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演员：武冈淳一 井上和彦 千千松幸子 铃置洋孝
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