电视动画《梦幻之星Online2》根据世嘉游戏开发的同名网络游戏改编。《PSO2》动画化的消息于2015年7月12日举办的现场活动中发表。动画版的故事将是完全原创，以近未来的地球为舞台，也可说是《PSO2》玩家们的故事。动画2016年1月份开始依序在TBS、BS-TBS等频道播映。
16岁的少年三栗智和在某个夜晚做了个奇怪的梦。在这个未曾见过的梦世界里，看到一个少女在和敌人战斗。在那个梦世界智和有着不可思议的力量，并给予少女那个力量来击退敌人。智和就在这种迷惑下醒来，并且感到吃惊的是，醒来后发现梦中出现的少女就出现在自己旁边。除了神秘的美少女“莫奈”以及生活在一起的堂姐妹千条七濑与千条九叶，还有就是从小青梅竹马的水月，现实在梦世界的战斗现在从这里开始！
