电视动画《我的妹妹哪有这么可爱！》改编自由日本轻小说家伏见司原作的同名轻小说，剧情对应原作小说的前5卷内容，于2010年10月3日－12月19日首播，第2期《我的妹妹哪有这么可爱。》则于2013年4月6日－6月29日首播。
高坂京介，普通到不能再普通的男高中生。却有个体育万能、学业优秀、人缘极佳的漂亮妹妹高坂桐乃，不过当妹妹的桐乃完全没把当哥哥的京介放在眼里，关系不佳的两人，京介认为这种充满代沟的状态，今后也会一直持续下去！但没想到，某天京介意外发现到妹妹一个不为人知的超大秘密？！从此，京介平凡庸俗的人生开始有了巨大变化...
原作：伏见司
原作插画：神崎广（织田广之的笔名）
导演：神户洋行
系列构成：仓田英之
监修：川口敬一郎
角色设计：织田广之（神崎广的真名）
总作画指导：石田可奈、川上哲也
道具设计：石本刚哲
美术设定：泉宽
美术指导：卫藤功二
色彩设计：末永康子
摄影指导：今泉秀树、北村直树、设乐希（T2 Studio）
剪接：宇都宫正记
音响总监：本山哲
原创音乐：神前晓
音乐制作：Aniplex
出品人：夏目公一朗、铃木一智、鹈之泽伸、太布尚弘
监制：岩上敦宏、三木一马、伍贺一统、金庭こず恵
制片：黄树贰悠、吉田升央
动画制作：AIC Build
制作：我的妹妹哪有这么可爱计划（OIP：Aniplex、ASCII MediaWorks、Movic、万代南梦宫游戏）
在原作小说第6卷(2010年1月10日发售)的书带上发表了《我的妹妹哪有这么可爱！》广播剧CD化的决定，广播剧CD于2010年4月8日发售。广播剧CD中收录了《はじめてのメイド喫茶》(原作1巻第3章)、《妹の友达(裏)が家に来た日》(原作3巻第1章)和原作者伏见司负责脚本的原创剧情《绫濑的商谈·耻辱篇(あやせの相谈事・羞耻编)》三篇，而附带的小册子中则收录了短篇小说《在某间女仆咖啡店里(とあるメイド喫茶にて)》和《情人节的回忆(バレンタインの想い出)》两篇。
2010年4月1日(愚人节)，原作中的剧中作《星尘☆小魔女梅露露(星くず☆うぃっちメルル)》的官方网站开启，并发布了动画化、2010年秋放送开始预定的消息。但事后证实，这则消息实际上只不过愚人节的恶作剧而已，真正将要动画化的是原作小说——2010年5月1日，电击文库发表了《我的妹妹哪有这么可爱！》动画化的决定。动画声优沿用了广播剧CD的阵容，但在动画开播前，制作方更换了动画监督，原本担任动画监督(导演)一职的川口敬一郎，突然变成了监修，而新的监督(导演)也由神户洋行担任。
电视动画于2010年10月3日起开始播放，全15话，其中电视播放部分共12话，网络播放部分则有4话(12.5话-15话)，其中第12话有两个版本——电视播放的“GOODEND”和网络播放的“TRUE ROUTE”(第12.5话)，分歧路线TRUE ROUTE为接续原先动画第11话之后的故事，有别于TV版的已结束的GOODEND剧情，TRUE ROUTE按照原作小说内容向前发展。
由动画第1期内容再编成的《我的妹妹哪有这么可爱！TRUE ROUTE 特别版》自2012年10月3日起开始播放，全13话。动画第2期《我的妹妹哪有这么可爱。》于2013年4月6日起开始播放，全16话，其中电视未播放的最终3话于2013年8月18日起在日本的NICONICO动画、中国大陆的乐视网、中国台湾的中华电信等世界多家视频网站“全世界同时放送”。在2013年8月17日的先行上映会上，原著作者伏见司透露其实他对动画结局有2点小小不满，一是京介最后偷吻桐乃时如果是口对口就好了，二是希望桐乃和麻奈实能和原作一样，在最后改变发型，动画版省略了这个设定。制作人柏田明则确表示动画版最后桐乃和京介变回普通兄妹，这与原作者伏见司此前表态原作是“完全的桐乃结局”的话相矛盾。
网络广播自2010年8月13日至2011年7月22日，每月第2、4个星期五播放，全24回。
