根据惠比须清司创作、银太郎负责插画的轻小说改编的TV动画《我喜欢的妹妹但不是妹妹》于9月15日公开了首播时间为2018年10月10日，同时还宣布与血液中心联动，并举办第1集的网络先行上映会。
根据官方公开的情报，动画《我喜欢的妹妹但不是妹妹》将在2018年10月1日至31日期间与日本红十字会的血液中心展开联动，在东京、埼玉、千叶、神奈川4地的献血屋献血400ml就可以获得女主角永见凉花的护士服特制文件夹，该文件夹的预览图也得到了公开。另外，该动画还将于2018年9月30日推出开播前特别节目，配音声优畠中祐、近藤玲奈、赤崎千夏将出演节目，该动画的第1集也将于同日先行在网络上发布，感兴趣的漫迷不要错过。
TV动画《我喜欢的妹妹但不是妹妹》由NAZ与Magia Doraglier公司联合制作，执导过《魔装学园H×H》《我老婆是学生会长》《第一次的辣妹》等动画的古川博之担任导演，并负责角色设计，百濑祐一郎负责系列构成，古川博之、大野勉共同担任总作画导演，宫晓秀负责道具设计。主要声优阵容为永见祐CV：畠中祐、永见凉花CV：近藤玲奈、冰室舞CV：小仓唯、啊嘿脸W剪刀手CV：赤崎千夏、水无月樱CV：荒浪和沙。
