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。
熊谷健太郎 早见沙织 小清水亚美 落合福嗣 阿澄佳奈 石谷春贵 利根健太朗 中田让治 东山奈央 菲鲁兹·蓝 玄田哲章
三户耕三 渡边明乃 小野凉子 山崎バニラ 中井和哉 筱原惠美 田中正彦 堀川仁 須藤祐実 宫泽正 小清水亚美 三ツ木勇気 堀江由衣 三木真一郎 古岛清孝 风间勇刀 藤原启治 志村知幸 铃木达央
小清水亚美 樱井浩美 田中凉子 成濑未亚 安田未央 榊原由依 本多阳子 川津泰彦
日野聪 原由实 上坂堇 加藤英美里 内山夕实 加藤将之 三宅健太 千叶繁 东山奈央 五十岚裕美 小松未可子 沼仓爱美 濑户麻沙美 佐仓绫音 真堂圭 东地宏树 楠见尚己 雨宫天 石井康嗣 安野希世乃 逢坂良太 白熊宽嗣 游佐浩二 小清水亚美 齐藤贵美子 花守由美里 石上静香 富田美忧 岛村侑 樱井孝宏 土师孝也
水岛大宙 日笠阳子 茅原实里 花泽香菜 子安武人 高桥广树 高垣彩阳 小林优 矢岛正明 岛香裕 矢作纱友里
浪川大辅 安元洋贵 高桥广树 小西克幸 杉山纪彰 小野坂昌也 高户靖广 甲斐田幸 武内健 夛中一忠 高坂笃志 朴璐美 钉宫理惠 井上刚 折笠爱 水岛大宙 增田由纪 高乃丽 浅仓步 岩村爱子 金田晶 笹沼晃 金野润 根谷美智子 乡田穗积 水谷优子 川澄绫子
土屋太凤 满岛真之介 悠木碧 赤崎千夏 大地叶 水岛大宙 高山南 宫本充
日高里菜 中村悠一 细谷佳正 日笠阳子 江口拓也 宫野真守 杉田智和 花泽香菜 泽城美雪 村濑克辉 丰崎爱生 小仓唯 增谷康纪 水岛大宙
三宅健太 中村有岐 冈野浩介 柚木凉香 明坂聪美 清水理沙 田中亮一
齐藤壮马 雨宫天 田村由香里 浅川悠 能登麻美子 松冈祯丞 小西克幸 水野理纱 名冢佳织 浅沼晋太郎 明坂聪美 细谷佳正 大桥彩香 竹本英史 花泽香菜 成田剑 间岛淳司 大地叶 石井康嗣 乡田穗积 小山刚志 鹤冈聪 中田让治 生天目仁美 胜杏里 日野聪 松井惠理子 乃村健次 铃木爱奈 木村良平 高坂笃志 岩崎征实 佐藤奏美 小松未可子 高桥孝治 山岸治雄 中村夏绪 菅泽公平 藤沼建人 桑原敬一 赤泽凉太 后藤哲夫
种崎敦美 福山润 日笠阳子 明坂聪美 日高里菜 富田美忧 加藤将之 子安武人 小原好美 新垣樽助
上村祐翔 柿原彻也 汐崎艾伦 小林大纪 关智一 明坂聪美 津田健次郎 山本匠马 保志总一朗 武内骏辅 奥山敬人
未知
川上伦子 三木真一郎 关智一 高桥直纯 宫田幸季 中原茂 井上和彦 保志总一朗 石田彰
高田由美 折笠爱 菊池正美 横山智佐 小林优子
小林裕介 小泽亚李 石上静香 齐藤壮马 小松未可子 金元寿子
菊池正美 折笠愛 高田由美 横山智佐 小桜エツ子 水谷優子 小林優子 青野武
柿原彻也 平野绫 钉宫理惠 中村悠一 大原沙耶香 佐藤聪美 堀江由衣 远藤绫 金井美香 辻亲八 小野凉子 羽多野涉 东地宏树 中原麻衣 喜多村英梨 安元洋贵 樱井浩美 伊濑茉莉也 小西克幸 诹访部顺一 川原庆久 新井里美 井口祐一 岸尾大辅 泽城美雪 白熊宽嗣 宫田幸季 森久保祥太郎 石井康嗣 生天目仁美 游佐浩二 大木民夫 挂川裕彦 冈田圭右 吉木梨纱 FROGMAN
演员：榎本温子 田中理恵 倉田雅世 南央美
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演员：
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