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。
凯伦·福原 丹·史蒂文斯 斯特林·K·布朗 迪·布拉雷·贝克尔 德翁·科
未知
丹·卡斯泰兰尼塔 朱莉·卡夫娜 南茜·卡特莱特 雅德丽·史密斯 哈里·谢
福岛润 雨宫天 高桥李依 茅野爱衣 原纱友里
宫野真守 铃村健一 梅原裕一郎 梶裕贵 诹访部顺
刘红韵 祖晴 严彦子 邓玉婷 高全胜 李团
樱井孝宏 高桥李依 山下大辉 小西克幸 长岛雄一
李郝瑞 皛四白 虫虫 刘照坤 卓思
演员：凯伦·福原 丹·史蒂文斯 斯特林·K·布朗 迪·布拉雷·贝克尔 德翁·科
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演员：
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演员：丹·卡斯泰兰尼塔 朱莉·卡夫娜 南茜·卡特莱特 雅德丽·史密斯 哈里·谢
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