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。
苍井翔太 石川界人 冈本信彦 堀江瞬 西山宏太朗
梶裕贵 樱井孝宏 中村悠一 名冢佳织 逢坂良太 内山昂辉 小林裕介 杉田智和 小野贤章 苍井翔太 河西健吾 木村良平
苍井翔太 栗坂南美 鬼头明里 雨宫天 爱美
苍井翔太 佐久间大介 内田雄马 小野友树
和泉风花 日笠阳子 井泽诗织 堀江由衣 诹访彩花
市道真央 持田千妃来 赤尾光 诹访彩花 山本希望
石川由依 花江夏树 诹访彩花 安元洋贵 秋山馨
小林裕介 大桥彩香 高桥李依 寺岛拓笃 诹访彩花
古川慎 矢野妃菜喜 市道真央 大地叶 藤田茜
松冈祯丞 市道真央 内田真礼
阿座上洋平 市道真央 上田丽奈 濑户麻沙美 石川界人
岛崎信长 铃木达央 宫野真守 代永翼 平川大辅
石见舞菜香 岛崎信长 内田雄马 中村悠一 种崎敦美
内田雄马 千叶翔也 内山昂辉 岛崎信长 中村悠一
岛崎信长 佐仓绫音 千菅春香 梅原裕一郎
小野友树 高桥广树 鸟海浩辅 羽多野涉 佐藤拓也
阿部敦 落合福嗣 熊谷健太郎 佐藤拓也 村濑步
佐藤拓也 细田健太 加隈亚衣 植田佳奈 山根绮 大森日雅 菅野真衣 山村响 岛袋美由利 东城日沙子 飞田展男 稗田宁宁
齐藤壮马 佐藤拓也 小林千晃 日野聪 上村祐翔
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能登麻美子 松风雅也 本田贵子 菅生隆之 酒井香奈子
内田彩 佐藤聪美 东山奈央 嘉数由美 大原沙耶香
种田梨沙 大桥贤一郎 茅原实里 铃木达央 川澄绫子
尤金·科德罗 达恩·刘易斯 陶尼·纽萨姆 杰瑞·奥康奈尔 杰克·奎德
未知
石黑英雄 青柳尊哉 福田沙纪 饭田里穗
藤新 山新 郝祥海 郭政建
山口胜平 井上和彦 詹森·艾萨克 Jason Isaacs（配音）
蒂娜·菲 理查德·艾欧阿德 艾莉丝·布拉加 Aiyanna Miorin Micah Chen
演员：能登麻美子 松风雅也 本田贵子 菅生隆之 酒井香奈子
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演员：内田彩 佐藤聪美 东山奈央 嘉数由美 大原沙耶香
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演员：种田梨沙 大桥贤一郎 茅原实里 铃木达央 川澄绫子
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