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。
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
悠木碧 大冢刚央 小西克幸 橘龙丸 丰永利行 内山昂辉 桐本拓哉 小清水亚美 潘惠美 七海弘希 藤原夏海 上田丽奈 岛本须美
日野聪 水岛大宙 池泽春菜 小清水亚美 水桥香织 广桥凉 田中理惠 能登麻美子 野川樱 中原麻衣 川澄绫子 原田瞳 福山润 樱井孝宏
小西克幸 泽城美雪 伊藤静 水岛大宙 关智一 丰崎爱生 杉田智和 荻野晴朗 岸尾大辅 高木涉 高桥广树 冈本信彦 平川大辅 中川庆一
小西克幸 泽城美雪 伊藤静 水岛大宙 关智一 丰崎爱生 杉田智和 荻野晴朗 岸尾大辅 高木涉 高桥广树 小野大輔
田村由香里 水岛大宙 中原麻衣 野中蓝 上坂堇 原田瞳 真堂圭 斋藤千和 酒井香奈子 藤田咲 阪口大助 猪口有佳 滨田贤二 大塚芳忠 逢坂良太 间岛淳司 木村昴 新井里美 增田俊树 立木文彦 高坂笃志 名岛启二
中山真奈花 前田佳织里 关根明良 大地叶 筱原侑 上坂堇 中村栞奈 若井友希 井口裕香 橘杏咲 长谷川玲奈 仁见纱绫 伊藤彩沙 寺泽百花 明坂聪美 弘松芹香 冲佳苗 花咲心优 大森日雅 朝日奈丸佳 武田罗梨沙多胡 菲鲁兹·蓝 三日尻望 伊濑茉莉也 井上麻里奈 小坂井祐莉绘 井泽诗织 林梨花 藤寺美德 石井未纱 日高范子 小西克幸 稻田彻
名冢佳织 明坂聪美 神田朱未 野中蓝 甲斐田裕子 河原木志穗 小清水亚美 新谷良子 宫崎羽衣 植田佳奈 平田宏美 铃木达央
伊藤加奈惠 喜多村英梨 伊藤静 明坂聪美 矢作纱友里 松本忍 泽城美雪 井上麻里奈 丰崎爱生 寿美菜子 户松遥 高垣彩阳
梶裕貴 安元洋貴 加藤将之 小山力也 宮内敦士 田村睦心 小村哲生
川田绅司 榎本温子 三木真一郎 池泽春菜 桑岛法子 根谷美智子 石川英郎 堀江由衣 志村知幸 野岛健儿 大林隆介 堀内贤雄 矢尾一树
村瀬步 石川界人 日野聪 入野自由 林勇 细谷佳正 冈本信彦 内山昂辉 齐藤壮马 竹内良太 木村昴
未知
桑岛法子 榎本温子 田中理惠 仓田雅世 折笠爱 铃置洋孝 松本保典 井上喜久子 大木民夫 川上伦子 根谷美智子 西村知道 森川智之 冬马由美 冈村明美 柚木凉香
千叶纱子 高木礼子 钉宫理惠 川澄绫子
花泽香菜 前野智昭 井上麻里奈 浪川大辅 高桥美佳子 小山力也
小杉十郎太 大塚周夫 小林清志 铃置洋孝 森功至 田中信夫
村瀬步 小林由美子 松冈祯丞 下野纮 泽城美雪
关智一 福山润 置鲇龙太郎 雪野五月 森川智之 川田妙子 小西克幸 羽多野涉 斋贺光希 野上尤加奈 石川界人 小野贤章 寺﨑彩乃 長弘翔子 東城咲耶子
演员：梶裕貴 安元洋貴 加藤将之 小山力也 宮内敦士 田村睦心 小村哲生
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演员：川田绅司 榎本温子 三木真一郎 池泽春菜 桑岛法子 根谷美智子 石川英郎 堀江由衣 志村知幸 野岛健儿 大林隆介 堀内贤雄 矢尾一树
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演员：村瀬步 石川界人 日野聪 入野自由 林勇 细谷佳正 冈本信彦 内山昂辉 齐藤壮马 竹内良太 木村昴
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