電視動畫《宇宙兄弟》改編日本漫畫家小山宙哉創作的同名漫畫,於2011年11月宣佈了動畫化的消息 。動畫由A-1 Pictures負責製作,在讀賣電視臺、日本電視臺聯播網(NNS)首播,於2012年4月1日至2013年3月31日每週日播出,而後2013年4月6日至2014年3月22日改爲每週六播出,全99話。 劇場版動畫《宇宙兄弟#0》於2014年8月9日在日本上映。