《神不在的星期天》2013年宣布動畫化,動畫化請來《織田信奈的野望》的熊澤祐嗣監督執導,《超譯百人一首戀歌》的金春智子擔任系列構成,曾參與《劇場版 BLOOD-C The Last Dark》製作的宮前真一擔任角色設計。聲優方面請到演出經驗豐富的豊崎愛生,以及今年初剛來台參加「AniVoice Party 2013」的浪川大輔,分別為「艾」及「食人玩具」獻聲,其他還網羅了能登麻美子、藤原啓治、柿原徹也、喜多村英梨、小松未可子等人氣聲優,演出陣容豪華,同時為作品配音的聲優喜多村英梨和小松未可子,也分別獻唱主題曲、片尾曲。