故事发生在从10年前发生了的“同时多发无气力症”的灾难中恢复的未来型新兴城市"绫风市"。相隔10年之久，高中生神乡慎与弟弟洵在绫风市遇到了担任绫风市警察署长的哥哥谅。 而这个时候，在绫风市正发生了各种各样的怪异事件。
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。
这部戏剧由三个故事组成。《富裕的村庄》：在编辑权静香（范冯万里江饰演）的怂恿下，岸露伴侣（高桥茂饰演）和她去参观了一个名为“富裕的村庄”的别墅区“。这里的豪宅以极低的价格出售，然而，要想与卖家见面，必须通过他的礼仪测试。
