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。
吉永拓斗 平川大辅 小清水亚美 田村好 河西健吾 大野智敬 奈良平爱实 永濑安奈 森永千才 河濑茉希 杉田智和
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
安元洋贵 岛崎信长 宫野真守 樱井孝宏 坂本真绫 子安武人 铃村健一 高桥李依 稻田彻 鹤冈聪 泽城美雪 川澄绫子 千本木彩花 内山昂辉 小松未可子 中田让治 置鲇龙太郎 水岛大宙 田中美海
宫野真守 岛崎信长 高桥李依 坂本真绫 川澄绫子 水岛大宙 泽城美雪 置鲇龙太郎 内山昂辉 安元洋贵 子安武人 田中美海 小松未可子 鹤冈聪 稻田彻 千本木彩花 铃村健一
沼仓爱美 赤崎千夏 水濑祈 佐仓绫音 大地叶 日高里菜 诹访彩花 水岛大宙 松冈祯丞 内山昂辉 寺崎裕香 早见沙织 杉田智和 村瀬步
福山润 樱井孝宏 野上尤加奈 水岛大宙 小清水亚美 绿川光 保志总一朗 后藤邑子 大原沙耶香 折笠富美子 杉山纪彰 渡边明乃 真殿光昭 田中一成 二又一成 岛香裕 私市淳 中田让治 新井里美 若本规夫 富泽风斗 金井美香
福山润 本渡枫 蓝原琴美 富田美忧 中井和哉 茅野爱衣 宫内敦士 山下大辉 榎木淳弥 江口拓也 前田玲奈 井泽诗织 芹泽优 德井青空 松冈祯丞 高桥李依 白石凉子 明坂聪美 矢吹真央
花江夏树 木村良平 柿原彻也 野宫一范 铃木裕斗 鹤冈聪 楠大典 明坂聪美
渊上舞 茅野爱衣 尾崎真实 中上育实 井口裕香 福圆美里 高桥美佳子 植田佳奈 菊地美香 吉冈麻耶 桐村麻里 中村樱 仙台惠理 森谷里美 井上优佳 大桥步夕 竹内仁美 中里望 多田好 山冈百合 秋奈 井泽诗织 山本希望 石原舞 金元寿子 喜多村英梨 叶山郁美 仓田雅世 上坂堇 佐仓绫音 高森奈津美 大地叶 米泽圆 七濑亚深 原由实 津田美波 安济知佳 明坂聪美 川澄绫子 伊濑茉莉也 平野绫 田中理惠 生天目仁美 早见沙织 濑户麻沙美 能登麻美子 下地紫野 饭田友子 椎名碧流
未知
种崎敦美 小原好美 加藤英美里 芹泽优 笠间淳 稻垣好 小村将
金元寿子 伊藤静 三宅健太 Lamalfa Michelle立山 首藤志奈
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
铃木实里 寺崎裕香 八代拓 大谷育江 佐仓绫音 三宅健太 真堂圭 塾一久 堀江瞬 田边幸辅 志田有彩 青山吉能
饭岛宽骑 松本享恭 濑户利树 松田流花
逢坂良太 铃木崚汰 谷江玲音 坂泰斗 鬼头明里 高野洸 绫坂晴名 榊原优希 杉田智和 光富崇雄 日向朔公 森奈奈子 堀江瞬 岩崎谅太 福山润 苍井翔太 前野智昭 森永千才 柳原哲也
广濑裕也 鬼头明里 宫本侑芽 日野麻里 立花日菜 内田真礼 稗田宁宁 上田丽奈
小林千晃 水中雅章 渊上舞 南真由 加隈亚衣
保住有哉 和气杏未 花泽香菜 相良茉优 青山吉能 北守彩香 辻森梓咲
演员：
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演员：种崎敦美 小原好美 加藤英美里 芹泽优 笠间淳 稻垣好 小村将
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