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。
铃代纱弓 梅田修一朗 稻垣好 青山吉能 白石兼斗 小清水亚美 水田山葵
土岐隼一 小清水亚美 伊藤美来
小松未可子 小清水亚美 花守由美里 佐藤拓也
东山奈央 石谷春贵 小林千晃 梅原裕一郎 小清水亚美 梶田大嗣 中野さいま 大地叶 原俊太郎 山口胜平 高桥理惠子
福山润 渊上舞 洲崎绫 冈本信彦 佐藤聪美 逢坂良太 浅沼晋太郎 杉田智和 伊藤静 矢作纱友里 水岛大宙 河原木志穗 间岛淳司 植田佳奈 内藤玲
福山润 渊上舞 洲崎绫 冈本信彦 佐藤聪美 逢坂良太 浅沼晋太郎 杉田智和 伊藤静 矢作纱友里 水岛大宙 河原木志穗 间岛淳司 植田佳奈 内藤玲 宫野真守
千叶翔也 加隈亚衣 土屋神叶 佐藤未奈子 古川慎 Lynn 浅沼晋太郎 榎木淳弥 置鲇龙太郎 小原好美 前田佳织里 福岛润 斋藤千和 金子隼人 小野大辅 安济知佳 青木瑠璃子 金元寿子 金泽舞 渊上舞 大久保瑠美 水岛大宙
野上尤加奈 中村悠一 岛村侑 水岛大宙 早见沙织 堀江由衣 小野大辅 水桥香织 鹿野优以 伊藤静 浅野真澄 钉宫理惠 浅川悠 山口胜平
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 武内骏辅 前野智昭 平川大辅 明坂聪美 速水奖 入野自由 松冈祯丞 堀江瞬
小市真琴 菲鲁兹·蓝 Lynn 关根明良 高桥李依 堀江瞬 熊田茜音 松井惠理子 杉田智和 明坂聪美 土岐隼一 永冢拓马 石见舞菜香 津田美波 森久保祥太郎 宫本充
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
小林优 中津真莉 大桥贤一郎 立花慎之介 细谷佳正 田泽利依子 菊池心 池田恭祐 小山力也 桑岛法子 前野智昭 中村浩太郎 家中宏 田中理惠 森川智之 鸟海浩辅 关智一 根谷美智子 明坂聪美 水内清光 中西悠 西村知道 内藤大希 坂卷学 村田太志 原由实 久川绫 鸟海胜美 爱河里花子 高坂笃志 井上优 大浦冬华 三户耕三 堀井茶渡
松冈祯丞 安藤樱 细谷佳正 绫森千夏 武虎 长岛雄一 内山昂辉 三木真一郎 村濑步 中尾隆圣 佐藤流司 鳕子
石桥阳彩 榎木淳弥 村濑步 武内骏辅 熊谷健太郎 增田俊树 Lynn 小西克幸 佐藤拓也 鸟海浩辅 寺岛拓笃 杉田智和 天崎滉平 铃村健一 泽城千春 竹内良太 远藤大智 熊谷俊辉 木下纱华
未知
内田雄马 佐仓绫音
近藤颂利 吉田晴登 工藤绫乃
日野聪 原由实 加藤将之 青山吉能 生天目仁美 早见沙织 户松遥
宫田俊哉 福山润 夏吉优子 长谷川育美 大冢刚央 子安武人 西尾夕香 岩田阳葵 佐久间大介 冈本信彦
能登麻美子
高山南 山崎和佳奈 小山力也 速水奖 高田裕司 小清水亚美 草尾毅 飞田展男 高木涉 汤屋敦子 茶风林 岸野幸正 绿川光 山田孝之 山下美月
坂田将吾 茅野爱衣 东山奈央 土師亜文 雨宫天
寺岛拓笃 小松未可子 钉宫理惠 手冢弘道 青木志贵 大原沙耶香 大塚芳忠 井上喜久子
演员：松冈祯丞 安藤樱 细谷佳正 绫森千夏 武虎 长岛雄一 内山昂辉 三木真一郎 村濑步 中尾隆圣 佐藤流司 鳕子
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演员：石桥阳彩 榎木淳弥 村濑步 武内骏辅 熊谷健太郎 增田俊树 Lynn 小西克幸 佐藤拓也 鸟海浩辅 寺岛拓笃 杉田智和 天崎滉平 铃村健一 泽城千春 竹内良太 远藤大智 熊谷俊辉 木下纱华
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演员：
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