本作では先の読めない展開を視聴者に楽しんでもらうという方針から、放送前にはストーリーに関わる情報は徹底的に伏せられており、番組公式サイト上では監督の新房は「今までになかった新しい『魔法少女』ができるのではないでしょうか」というコメントを残し、虚淵は「テレビの前の皆様が温かく幸せな気持ちで一杯になってもらえるよう、精一杯頑張ります!」と発言していた。しかし、魔法少女の一人が退場する第3話の放送後には、虚淵は自身のTwitterで放送前までの自身のコメントなどが「展開を見透かされないためのミスリード」だったことを認め、「これからは普通の虚淵に戻ります」と宣言した。重厚な設定や悲壮な展開は注目を集め、放送が行われていない日本国外の地域から寄せられたものを含めた様々な反響があり、同時期のテレビアニメの中では抜きんでた話題を集めたが、最終回を前に、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震と、それに伴う東日本大震災のための特別報道番組によって本作の放送が中止となり、第11話以降の放送およびネット配信も「自粛」を理由に延期されることとなり、放送が危ぶまれた。2011年3月末までの放送を予定していたレギュラー放送はそのまま終了となったが、公式Twitter上で、レギュラー放送とは違った形で4月中に最終話までの公開を目指す旨が発表され、その後の告知で、最終回は放送休止となっていた2話または3話分（放送局により異なる）の未放送エピソードをまとめて放送する形となることが発表された。その間には最終回がいつ放送されるのかが話題となり、ゲームメーカーなどがエイプリルフールのネタとして本作を取り上げたほか、第11話と最終話（第12話）の台本がインターネットオークションや掲示板へ流出するというトラブルもあった。放送日は2011年4月21日深夜（4月22日未明）となり、最終回の集中放送当日の読売新聞朝刊（統合版地域は除く）には全面広告が掲載されるなど、大々的な告知も行われた。テレビアニメが何らかの事情で予定の期間内に最終話までの放送を完了できなかった場合、そのまま打ち切りになってしまうことも多い中、こうしたかたちで放送が行われたり、新聞広告を用いた告知が行われたりすることは極めて異例とされる。平日の深夜3時放送となった最終回はネット上や秋葉原でも大きく盛り上がり、視聴率は高く、MBSで2.3パーセントを記録。同占拠率は22.6パーセントだった（共にビデオリサーチ調べ）。
音響監督は楽音舎の鶴岡陽太が務めており、音響の制作は雰囲気に流されず、脚本の組み立てに合わせてコンセプトをしっかりさせるという方向性で進められた。声優のオーディションの時点で現場には大まかなシナリオチャートが用意されていたため、大半のキャストはシビアな展開の作品であることを理解した上でアフレコに入った。マミ役の水橋かおりも3話で自らが演じる役が死亡することは事前に知っての参加だったという。ただし、キュゥべえに関してはその素性が知らされておらず、キュゥべえ役の加藤英美里は収録が始まった時点ではかわいいマスコットキャラクターとして演じていた。またキュゥべえに関しては3話までは尻尾を上げるときにかわいらしいSEが付けられていたが、途中からなくなっている。なお、声優陣にとって「鹿目まどか」という名前は言いづらい発音であった。魔女の声に関しては、設定を考えた劇団イヌカレーに具体的なイメージがあり、劇団イヌカレーからの伝言を元にして試行錯誤が行われた。
上述の通りTK-80は本来μCOM80プロセッサを売り込むための「お試しキット」であるため、高級言語への対応などは、まったく想定されていなかった。しかしながらホビイストからの熱狂的アプローチで、専門誌でTK-80でBASICを動かす記事が掲載されるようになり、さらにはサードパーティからTK-80用と称した拡張機器が（NECとは関係無しに）販売されるようになると、NECも事態を静観できなくなり、ついにはメーカー公式のBASICキットを発売する運びとなった。TK-80BSとして販売されていたのはベーシック・ステーションボード、基板を接続するバックプレーン、キーボード等がセットになったものである。ベーシック・ステーションボードはTK-80と重ねて実装できる基板で拡張RAM、BASICインタープリタのROM、キーボードインターフェイス、キャラクタディスプレイ用V-RAM、カセットインターフェイスを装備していた。BASIC ROMは初期は整数BASICであるLevel-1 BASICであったが、後に実数BASICであるLevel-2 BASICが標準となり、Level-1 BASIC購入者にはLevel-2のBASIC ROMが無償配布された。この際、Level-1 BASICのROMは回収されなかったので、配布対象ユーザーはROMを差し替えることでLevel-1 BASICとLevel-2 BASICの両方を利用することができた。Lvel-1とLevel-2のBASICには互換性が無いから、Level-2のROMを装着するとLevel-1で作ったプログラムが実行できなくなってしまう。どうしても必要なときはプログラムを書き換えるかROMを差し替えるしかない。そこでスイッチで切り替える方法が考えられた。BASICが入っているROM (μPD2332) には2つのチップセレクト端子 (CS1,CS2) がある。CS2 がhigh (5V)、CS1 がlow (0V) のときこのROMがセレクトされる。基板のパターンの特徴を生かして表にLevel-2のROM、裏にLevel-1のROM (逆も可) を装着するとすべての対応する端子を追加配線無しに並列に接続することができる。そこでCS1だけを横に曲げ、残りの端子をすべて並列に接続する。CS1の端子から引き出した配線を切り替えスイッチに接続すればLevel-1とLevel-2を切り替えられるようになる。その後、BASICマシンとして販売されたCOMPO BS/80は電源、カセットテープドライブを装備したケースにTK-80BSを収めた完成製品であるがこれにはTK-80基板は含まれていない。プロセッサユニットは、バックプレーンボード上に実装されていた。このプロセッサ基板には当然LEDディスプレイ、キーパッド、TK-80モニタープログラムなどは実装されておらず電源投入でBASICが起動するようになっていた。完成品のCOMPO BS/80とは別にケース、電源は部品としても販売されていた。部品のケースを購入し、TK-80基板とベーシック・ステーションボードを重ねてバックプレーンで接続したユニットとキーボードを内部に装着すると完成品のCOMPO BS/80と同等のものにできた。この構成ではBASIC環境を起動するためにTK-80のキーパッドを操作する必要があるが、このケースはキーパッドの上部が開閉可能なフタになっており自由にTK-80基板を操作することができた（完成品のCOMPO BS/80も同じケースを使っていたので、このフタもあった。もちろん、開けても下の基板が見えるだけである）。日本のホビーパソコンとしては珍しく、COMPO BS/80は電源スイッチがキースイッチであった。また、キーボード右側部分に内蔵可能な専用カセットデッキは、BASICからテープの早送りや巻き戻しをコントロールすることができた。元々COMPO BS/80は「始めから完成されたTK-80BSが欲しい」というニーズに答えて、既製のTK-80BS相当品に電源とカバーを付けただけの即席品である（売れ残ったらケースを取っ払ってキットとして発売するつもりでいた）。この頃は既に別ラインでPCX-1（PC-8001のコードネーム）の開発が進められていた。