《超次元游戏海王星》TV动画于2013年7月12日~9月27日播放共12话，另于2014年10月16日在Animax播放新增1话，全13话。对TV动画重新构成的总集篇《超次元游戏海王星THEANIMATION：Hi☆Light》全2话，分别于2020年10月28日、2020年11月25日发售。新OVA1《超次元游戏海王星THEANIMATION：涅普的暑假》于2019年7月8日在PlayStationVideo配信，2020年12月25日发售。新OVA2《超次元游戏海王星THEANIMATION：充满涅普涅普的感谢祭》于2021年12月15日在MiloQ+配信，2022年10月26日发售。新OVA3《超次元游戏海王星THEANIMATION：沐浴阳光的紫茄子花》于2023年4月发售。
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