在动画方面，曾携手制作了《狼与香辛料》动画系列表现出色的高桥丈夫（监督）及荒川稔久（系列构成）将再一次在《缘之空》中展开合作。动画人设由神本兼利负责。另外，在感动了很多人的《悠久之翼》中，男女主角広野紘及宫村宫子的声优下野纮及田口宏子，将会为这部作品的男主角悠及穹妹配音。

在动画播放以前，关于剧情发展曾引起激烈讨论，是否选择充满争议的兄妹主线为动画剧情更是成为一大焦点，但是最终制作方采取“平行宇宙”（平行世界）式的模式，对游戏中的每条线路分别制作了动画。