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这是一个神族、魔族和人类混居的世界，久而久之，人们竟然也习惯了这种不寻常的生活。故事发生在国立巴贝那学园之中，土见禀（杉田智和 配音）是一位平凡的少年，童年时期的悲惨遭遇令他早早失去了父母，目前寄宿在青梅竹马芙蓉枫（后藤邑子 配音）的家中，两人每天一同上课放学，彼此之间感情十分要好。
20岁的废柴大学生——木之下和也。和初恋女友仅接吻了一次，可只过了一个月就被甩了。
露娜成帝国唯一的公主，却一点儿都不开心，因为她知道这个皇室注定会被推翻，而她的三个哥哥更是传说中的大反派。她的大皇兄冷酷暴虐；她的二皇兄，邪恶的黑魔法师，每天研究可怕的禁忌魔法；她的三皇兄，贪图美色，任性妄为……露娜想保住自己的小命，立志逃出皇宫…
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。
