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。
高山南 山崎和佳奈 神谷明 小山力也 林原惠美 山口胜平 田中秀幸 岛本须美 绪方贤一 堀川亮 松井菜樱子 宫村优子 岩居由希子 大谷育江 高木涉 高岛雅罗 堀之纪 立木文彦 小山茉美 三石琴乃 置鲇龙太郎 日高法子 池田秀一 古谷彻
梶裕贵 雨宫天 久野美咲 悠木碧 铃木达央 福山润 高木裕平 宫野真守 坂本真绫 木村良平 樱井孝宏
凯瑟琳·博蒙特 埃德·温 理查德·海顿
户松遥 内山昂辉 山下诚一郎 小坂井祐梨绘 冈本信彦 市道真央 近藤玲奈 山下大辉 福山润 八代拓 千叶翔也 麻仓桃 小野大辅 茅野爱衣 寺崎裕香 金元寿子
藤田淑子 风间勇刀 水谷优子 天神有海 前田爱 菊池正美 小西宽子 荒木香惠 坂本千夏 山口真弓 重松花鸟 樱井孝宏 山田木野子 竹内顺子 松本美和 德光由禾
小野贤章 本渡枫 伊藤静 大和田仁美 内山夕实 稻田彻 松冈美里
小野大辅 Daisuke Ono 泽城美雪 Miyuki Sawashiro
上田瞳 石田彰 游佐浩二 神谷浩史 上田耀司 中井和哉
水田山葵 大原惠美 嘉数由美 木村昴 关智一 香川照之 松冈茉优
丰崎爱生 日笠阳子 佐藤聪美 寿美菜子 竹达彩奈
未知
高垣彩阳 明坂聪美 户松遥 下野纮 三瓶由布子 山本和臣 斋藤千和 丰崎爱生 大原桃子 天田益男 井上喜久子 山村响 森谷里美
演员：高山南 山崎和佳奈 神谷明 小山力也 林原惠美 山口胜平 田中秀幸 岛本须美 绪方贤一 堀川亮 松井菜樱子 宫村优子 岩居由希子 大谷育江 高木涉 高岛雅罗 堀之纪 立木文彦 小山茉美 三石琴乃 置鲇龙太郎 日高法子 池田秀一 古谷彻
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演员：梶裕贵 雨宫天 久野美咲 悠木碧 铃木达央 福山润 高木裕平 宫野真守 坂本真绫 木村良平 樱井孝宏
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演员：凯瑟琳·博蒙特 埃德·温 理查德·海顿
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