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
诸星堇 小清水亚美 悠木碧 桧山修之 柚木凉香 早见沙织 东山奈央 江口拓也 小松未可子 井上麻里奈 中原麻衣 佐佐木望 堀井茶渡 近藤隆 川原庆久
福圆美里 世户沙织 名冢佳织 泽城美雪 内田彩 田中理惠 园崎未惠 野川樱 斋藤千和 小清水亚美 门胁舞以 大桥步夕
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
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
关根瞳 近藤玲奈 峰田茉优 礒部花凜 菅沼千纱 八卷安奈 希水汐 结名美月 河野日和 白石晴香 永井真里子 丸冈和佳奈 凉本秋穗
仲村宗悟 内田雄马 八代拓 寺岛拓笃 神原大地 松冈祯丞 永野由祐 土岐隼一 梅原裕一郎 堀江瞬 高冢智人 山谷祥生 菊池勇成 熊谷健太郎 滨健人 增元拓也 バレッタ裕 山下大辉 中田祐矢 野上翔 千叶翔也 白井悠介 永冢拓马 渡边纮 益山武明 深町寿成 狩野翔 天崎滉平 古川慎 儿玉卓也 小林大纪 矢野奖吾 古畑惠介 村瀬步 伊东健人 榎木淳弥 中岛良树 寺岛惇太 小松昌平 滨野大辉 三瓶由布子 德武龙也 浦尾岳大 笠间淳 汐谷文康 驹田航 河西健吾 立木文彦
大久保瑠美
代永翼 中村悠一 谷山纪章 下野纮 铃木千寻 保村真 角研一郎 福山润 木村良平 早水理沙 室园丈裕 福圆美里 私市淳
阿澄佳奈 水桥香织 后藤邑子 新谷良子 松来未祐 钉宫理惠 福圆美里 原田瞳 小见川千明
名塚佳织 刘浩 山新 宝木中阳 三瓶由布子 白客 皇贞季 上田祐司 矢部雅史 前田刚 竹本英史 内藤玲
兴津和幸 佐藤利奈 石田彰 福山润 山本希望 上坂堇 米泽圆 野上尤加奈 内山夕实 小林沙苗 山本和臣 大原桃子 优木加奈
水树奈奈 喜多村英梨 田村由香里 桑岛法子 石原夏织 小清水亚美 小仓唯 上坂堇 宫野真守 堀江由衣 林原惠美 山寺宏一 关俊彦 茅原实里 渊上舞 东山奈央 野上尤加奈 玉川纱己子 伊濑茉莉也 渡边明乃 中原麻衣 阿澄佳奈 三石琴乃
神谷浩史 斋藤千和 樱井孝宏 松来未祐 门胁舞以
下地紫野 和久井優 石川由依 诸星堇
小林裕介 高桥李依 水濑祈 村川梨衣 内山夕实 子安武人 新井里美 天崎滉平 冈本信彦 名冢佳织 高野麻里佳 田中爱美 能登麻美子 铃木绘理 小松未可子 久野美咲 东山奈央 中原麻衣 石见舞菜香 坂本真绫
金元寿子 小野大辅 岸尾大辅 丰永利行 花江夏树 加藤和树 上村祐翔 柿原彻也 森久保祥太郎 大河元气 增田俊树 鸟海浩辅 兴津和幸 浪川大辅
演员：关根瞳 近藤玲奈 峰田茉优 礒部花凜 菅沼千纱 八卷安奈 希水汐 结名美月 河野日和 白石晴香 永井真里子 丸冈和佳奈 凉本秋穗
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演员：仲村宗悟 内田雄马 八代拓 寺岛拓笃 神原大地 松冈祯丞 永野由祐 土岐隼一 梅原裕一郎 堀江瞬 高冢智人 山谷祥生 菊池勇成 熊谷健太郎 滨健人 增元拓也 バレッタ裕 山下大辉 中田祐矢 野上翔 千叶翔也 白井悠介 永冢拓马 渡边纮 益山武明 深町寿成 狩野翔 天崎滉平 古川慎 儿玉卓也 小林大纪 矢野奖吾 古畑惠介 村瀬步 伊东健人 榎木淳弥 中岛良树 寺岛惇太 小松昌平 滨野大辉 三瓶由布子 德武龙也 浦尾岳大 笠间淳 汐谷文康 驹田航 河西健吾 立木文彦
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演员：大久保瑠美
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