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ccc
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。
岛野花,加隈亚衣,青山吉能,乾夏宁,会泽纱弥,萌梓
三川华月,古贺葵,远野光,上田丽奈,河濑茉希
峰田大梦,伊南羽桜,川井田夏海,稗田宁宁,中岛良树,市道真央,世界（EXILE,FANTASTICS）,南条爱乃,小山刚志,金元寿子,日野聪,田村真佑
小野大辅,坂本真绫,钉宫理惠,小林亲弘
平田广明,东山奈央,上田瞳,广濑有纪,矢野妃菜喜,斋藤千和,石川界人,仲田亚里沙,逢坂良太