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。
熊谷健太郎 早见沙织 小清水亚美 落合福嗣 阿澄佳奈 石谷春贵 利根健太朗 中田让治 东山奈央 菲鲁兹·蓝 玄田哲章
高山南 绪方惠美 细谷佳正 三森铃子 茅野爱衣 小清水亚美 小林优 朴璐美 安元洋贵 本乡奏多 杉田智和 荒川美穗 三石琴乃 岸尾大辅 福山润 花泽香菜 中原麻衣
福山润 小清水亚美 千叶纱子 渡边明乃 朴璐美 小山力也 笹岛芳 广田行生 内田夕夜 丰崎爱生 中山真奈美 柳泽真由美 牛山茂 松本大 赤城进
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
梶裕贵 茅野爱衣 中村悠一 花泽香菜 竹达彩奈 岛村侑 水岛大宙 阪口大助 寿美菜子 远藤绫 子安武人 胜杏里 高口公介 内山昂辉 神奈延年 井上和彦
水岛大宙 米泽圆 生天目仁美 寺岛拓笃 中上育实 杉山纪彰 梶裕贵 夏树莉绪 小野凉子 最上嗣生
福山润 樱井孝宏 野上尤加奈 小清水亚美 名冢佳织 成田剑 折笠富美子 大原沙耶香 杉山纪彰 千叶纱子 水岛大宙 若本规夫 河城英之介 井上伦宏 三户耕三 内田聪明 保志总一朗 后藤邑子 白鸟哲 井上喜久子 山野井仁 皆川纯子 南央美 梁田清之 幸野善之 宝龟克寿 中田让治 渡边明乃 真殿光昭 桧山修之 加濑康之 新井里美 仓田雅世 高田裕司 私市淳 二又一成 岛香裕 金井美香 须藤沙织 绿川光
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
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
户松遥 下野纮 泽城美雪 柿原彻也 早水理沙 中原麻衣 花泽香菜 明坂聪美 福原香织 樱井真子 三宅健太 小野凉子 佐藤拓也 若本规夫 上田祐司 神田朱未 立木文彦 松本和香子 胜沼纪义 宫川美保 八奈见乘儿 大塚芳忠 岛本须美 浅仓杏美 德本恭敏 藤田圭宣 井口祐一
明坂聪美 小松未可子 德井青空 堀野紗也加 阿部敦
麻仓桃 花江夏树 代永翼 户松遥 神谷浩史 丰崎爱生 铃村健一 阿澄佳奈 梶裕贵 雨宫天 东山奈央 细谷佳正 松冈祯丞 Gero
小林千晃 川岛零士 石川界人 江口拓也 上田丽奈 平田广明
野岛健儿 子安武人 利根健太朗 原纱友里 长岛雄一 矢作纱友里 川澄绫子 早见沙织 藤村步 川田绅司 冈本信彦 日高里菜 阿澄佳奈 森田成一 加藤英美里 樱井浩美 洲崎绫 日野聪 滨田贤二 堀内贤雄 野岛裕史 川原庆久 阿部敦 内匠靖明 屋良有作
福沙奈恵 沼仓爱美 田中敦子 森田顺平 松田飒水 村川梨衣 三宅麻理惠 稻田彻 长绳麻理亚 诹访部顺一
未知
松本梨香 大谷育江 上田祐司 川菜翠 山田恭子 林原惠美 三木真一郎 犬山犬子 青野武 日高法子 佐藤智惠 西村千奈美 小西克幸 半场友惠 坂口候一 伊东美弥子 阪口大助 福岛润 吉原夏希 宫下荣治 梯笃司 河本邦弘 冈江久美子 菊池桃子 贝基 西野亮广 石冢运升 山寺宏一 兴梠里美 浪川大辅
宫野真守 神谷浩史 中村悠一 入野自由 稻田彻 吉野裕行 东地宏树 斋藤千和 本名阳子 三木真一郎 朴璐美 上田祐司 石冢运升 Hoshino·Takanori 高垣彩阳 小松史法 梅津秀行 白石凉子 藤田淑子 高桥研二 屋良有作 小笠原亚里沙
福山润 阿澄佳奈 藤田咲 喜多村英梨 小野大辅 神谷浩史 渡边久美子 广桥凉
阿部敦 井口裕香 三泽纱千香 日笠阳子 佐仓绫音 佐藤利奈 新井里美 丰崎爱生 伊藤加奈惠 谷山纪章 种田梨沙 潘惠美 濑户麻沙美 伊藤静 胜杏里 古山贵实子 佐佐木望 冈本信彦 日高里菜 甲斐田裕子 川澄绫子 关俊彦 寿美菜子 户松遥 南条爱乃 川原庆久 能登麻美子 藤村步 仲野裕 斧笃 岛崎信长 村田太志 高森奈津美 大西沙织 石川界人 松冈祯丞
浪川大辅 堀内贤雄 朴璐美 野村胜人 富田美忧 小宫有纱 萩原圣人
日高法子 坂本千夏 糸井重里 岛本须美 北林谷荣 高木均 雨笠利幸 丸山裕子 广濑正志 鹫尾真知子 铃木玲子 千叶繁 龙田直树 鳕子 西村朋纮 石田光子 神代知衣 中村大树 水谷优子 平松晶子 大谷育江
梶裕贵 堀江由衣 中村知世 岩端卓也 饭冢昭三
演员：麻仓桃 花江夏树 代永翼 户松遥 神谷浩史 丰崎爱生 铃村健一 阿澄佳奈 梶裕贵 雨宫天 东山奈央 细谷佳正 松冈祯丞 Gero
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演员：小林千晃 川岛零士 石川界人 江口拓也 上田丽奈 平田广明
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