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。
南条爱乃 近藤玲奈 井上穗乃花 伊濑茉莉也 内田真礼 泽田姬 鬼头明里 铃代纱弓 小清水亚美 三上枝织 长绳麻理亚 富田美忧 悠木碧 东山奈央
小清水亚美 洲崎绫 内田真礼 赤崎千夏 菱川花菜
悠木碧 大冢刚央 小西克幸 橘龙丸 丰永利行 内山昂辉 桐本拓哉 小清水亚美 潘惠美 七海弘希 藤原夏海 上田丽奈 岛本须美
小市真琴 本渡枫 小清水亚美 潘惠美 高桥李依 浦和希 水树奈奈
水岛大宙 水泽史绘 鸟海浩辅 野岛裕史 松来未祐 宝龟克寿 广桥凉 大原沙耶香 石井康嗣 置鲇龙太郎 川澄绫子 立花慎之介 柿原彻也 久川绫 藤原启治 井上和彦 西川几雄 小伏伸之 中岛沙树 荒木香惠 森永理科 大川透 木村遥 渡部猛 岩男润子 青山穰 秋元羊介 园崎未惠 冈和男 伊丸冈笃 升望 安元洋贵 斋藤千和 凤芳野 阪口周平
日野聪 水岛大宙 池泽春菜 小清水亚美 水桥香织 广桥凉 田中理惠 能登麻美子 野川樱 中原麻衣 川澄绫子 原田瞳 福山润 樱井孝宏
小西克幸 泽城美雪 伊藤静 水岛大宙 关智一 丰崎爱生 杉田智和 荻野晴朗 岸尾大辅 高木涉 高桥广树 冈本信彦 平川大辅 中川庆一
小西克幸 泽城美雪 伊藤静 水岛大宙 关智一 丰崎爱生 杉田智和 荻野晴朗 岸尾大辅 高木涉 高桥广树 小野大輔
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 铃木崚汰 高桥智秋 樱井孝宏 宫内敦士 大塚明夫 武内骏辅 前野智昭 平川大辅 明坂聪美 辻亲八 濑户桃子 堀江瞬 速水奖 入野自由 松冈祯丞 梅原裕一郎 市道真央 阪口周平
中山真奈花 前田佳织里 关根明良 大地叶 筱原侑 上坂堇 中村栞奈 若井友希 井口裕香 橘杏咲 长谷川玲奈 仁见纱绫 伊藤彩沙 寺泽百花 明坂聪美 弘松芹香 冲佳苗 花咲心优 大森日雅 朝日奈丸佳 武田罗梨沙多胡 菲鲁兹·蓝 三日尻望 伊濑茉莉也 井上麻里奈 小坂井祐莉绘 井泽诗织 林梨花 藤寺美德 石井未纱 日高范子 小西克幸 稻田彻
名冢佳织 明坂聪美 神田朱未 野中蓝 甲斐田裕子 河原木志穗 小清水亚美 新谷良子 宫崎羽衣 植田佳奈 平田宏美 铃木达央
伊藤加奈惠 喜多村英梨 伊藤静 明坂聪美 矢作纱友里 松本忍 泽城美雪 井上麻里奈 丰崎爱生 寿美菜子 户松遥 高垣彩阳
古川慎 石川界人 早见沙织
林原惠美 关智一 雪野五月 小杉十郎太 佐々木瑶子 三木真一郎 铃村健一 长泽美树
小野贤章 内山昂辉 冈本信彦 小野友树
金元寿子 藤村步 田中理惠 片冈梓 伊藤加奈惠
高山南 山崎和佳奈 神谷明 山口胜平 茶风林 盐泽兼人 高木涉 岩居由希子 大谷育江 绪方贤一
近藤隆 小西克幸 立花慎之介 中村悠一 冈本信彦 前野智昭 堀内贤雄 古谷彻
未知
加藤英美里 斋藤千和 日高里菜 内田彩 三森铃子 内田真礼 三上枝织 大坪由佳 津田美波 大久保瑠美 藤田咲 丰崎爱生
濑户麻沙美 宫野真守 细谷佳正 奈良彻 代永翼 茅野爱衣 石冢运升 中井和哉
古川登志夫 平野文 神谷明
家弓家正 皆口裕子 富山敬 乡里大辅 有本钦隆 青森伸 小野健一 佐藤佑晖 挂川裕彦 梅津秀行
小野坂昌也 浪川大辅 佐藤利奈 神谷浩史 白石凉子 木村良平
演员：古川慎 石川界人 早见沙织
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演员：林原惠美 关智一 雪野五月 小杉十郎太 佐々木瑶子 三木真一郎 铃村健一 长泽美树
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演员：小野贤章 内山昂辉 冈本信彦 小野友树
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