2007年10月から12月までUHFアニメとして放送、全12話。
単行本5巻の「第27話 志・ミノタケ」から7巻の「第42話 メンセツ」まで(作中時間で約1年3か月)の内容で、単行本描き下ろしのおまけ漫画もストーリーに取り込んでいる。原作や第1期、OVAとの主な相違点は次の通りである。
- 恵子が登場しない。原作で恵子がメインとなるエピソード1話は省かれ、その他の登場シーンは代わって朽木の役回りになっている。
- 原作者の木尾士目が第4話、第10話の脚本、および第12話のエンディング・ダイアローグを担当している(その他の脚本は全て横手が担当)。第4話は原作にないエピソードである。
- その他のエピソードでも大半で順序の入れ替え、エピソード間の場面の移動が行われている。
- 原作のエピソード2話を1話にまとめたものより、1つのエピソードを膨らませて1話にしたものの割合が第1期やOVA版に比べて多く、全体にアニメのオリジナルの要素が増えている。
- 『くじびきアンバランス』がOVA版と同様に単独TVアニメ版のデザインに変わっている(劇中でも第2期という設定)。ただし、第7話に登場する「OVAで出た完結編」(劇中のみの存在)では第1期のデザインに戻されている。
- 『くじびきアンバランス』と並んで、架空のエロゲー『ラーメン天使プリティメンマ2』が随所でフィーチャーされている(「2」は原作には登場しない)。
オープニングは、笹原が見た夢という形で、ほとんど全編をロボットアニメのオープニングのパロディと女性キャラのコスプレ(『くじアン』および『プリティメンマ』)が占めている。