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。
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
菲鲁兹·蓝 内山昂辉 诹访部顺一 花江夏树 日野聪 早见沙织 Saori Hayami 榎木淳弥 小清水亚美 丰永利行 泽城美雪 津田健次郎 佐藤节二
梅田修一朗 石川由依 茅野爱衣 富田美忧 泽城美雪 楠木灯 森川智之 阿座上洋平 小針彩希 坂泰斗 小清水亚美 河濑茉希 白石晴香 稻田彻 佐藤利奈
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 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
绪方惠美 鬼头明里 千叶翔也 内田雄马 土岐隼一 佐藤未奈子 吉田有里 森永千才 金泽舞 小林大纪 绪方惠美 安济知佳 水岛大宙 由佳奈 津田健次郎
水岛大宙 小野凉子 后藤麻衣 壹智村小真 力丸乃梨子 吉田真弓 樱井浩美 瑞泽溪
绪方惠美 鬼头明里 千叶翔也 内田雄马 佐藤未奈子
千本木彩花 花守由美里 上坂堇 大地叶 佐佐木李子 松田利冴 松田飒水 七海弘希 花泽香菜 小松未可子 寺崎裕香 诹访部顺一 野岛健儿 高梨谦吾 子安武人 飞田展男 伊藤静 中博史 三石琴乃 菲鲁兹·蓝 古贺葵 水岛大宙 逢田梨香子 畠中祐
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
浪川大辅 子安武人 细谷佳正 明坂聪美 高冢正也 朝比奈拓见 中川翔子 日野聪 立木文彦
内详
钱文青 杨天翔 杨默 歪歪 谷江山 乔诗语 佟心竹
张若瑜 李欣 程玉珠 杜晴晴 虞晓旭 于凯隆 高嗣航 张恒 王宇航 刘宇轩 唐昊
不一 黑石稔 冯骏骅 陈奕雯 赵洋
古川慎 石川界人 悠木碧 山路和弘 津田健次郎 高山南 安元洋贵 樱井孝宏 浪川大辅 日野聪 鸟海浩辅 小野坂昌也 宫野真守 早见沙织 绿川光 斧笃 子安武人
赵乾景 刘雯 赵梓涵 贺羽白 李春胤 李美加 丁翔威 穆雪婷 刘飞
不一 陈奕雯 冯骏骅 醋醋 夏磊 德智 Vila 筱筝 符冲 黑石稔 赵路 柯暮卿 忙音 王宇航 宁宝 朱厌
田中真弓 冈村明美 中井和哉 山口胜平 平田广明 大谷育江 山口由里子 矢尾一树 长岛雄一 池田秀一 古川登志夫 古谷彻 大塚周夫 津嘉山正种 草尾毅 大场真人 宝龟克寿 园部启一 柴田秀胜 中博史 阪口大助 竹内顺子 千叶繁 三石琴乃 挂川裕彦 堀秀行 田中秀幸 大友龙三郎 有本钦隆 大塚明夫 玄田哲章 小山茉美 土井美加 野田顺子 渡边美佐 野上尤加奈 林原惠美 水树奈奈 园崎未惠 西原久美子 久川绫 泽城美雪 池泽春菜 斋藤千和 神谷浩史 浪川大辅 森久保祥太郎 石田彰 高木涉 桧山修之 子安武人
赵乾景 谢莹 宋国庆 黄进则 张若瑜
阎萌萌 锦鲤 阎么么 刘琮 常文涛
あまいみるく 千代木檸檬 夏樹柑菜 西山ユウキ
沈磊 程玉珠 黄翔宇
演员：内详
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演员：钱文青 杨天翔 杨默 歪歪 谷江山 乔诗语 佟心竹
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演员：张若瑜 李欣 程玉珠 杜晴晴 虞晓旭 于凯隆 高嗣航 张恒 王宇航 刘宇轩 唐昊
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