相も変わらず妄想に耽る六花の学業は奮わず高校3年次への進級も「おまけ」で認めらる有様で、大学受験も絶望的だった。この惨状に接した姉・十花はイタリアへ母を呼ぶのに合わせ六花も連れて行くと言い出す。引き裂かれることに悩む勇太と六花にメンバーは駆け落ちを薦め、翌払暁、二人はあてどもなく京都に向かう。一方、二人の駆け落ちを知った十花は入手した極秘の写真をネタに丹生谷と凸守を脅迫し、二人の追跡に駆り立てる。彼女等の追跡をかわして神戸に移動した勇太と六花のまえに、スマホの位置情報を手がかりに先回りした十花が立ちはだかる。彼女の最後通告をうけて、なおも逃亡を続ける二人はお城のホテルに当日の宿を取ろうとするも失敗。移動と睡眠を兼ねて夜行バスで東の都へ向かう。束の間の大都会の雰囲気を愉しんだ後、勇太は六花の母に会う事を思い立つが、彼女は今、北の大地に住んでいるという。まじかに迫った丹生谷と凸守をやりすごし、飛行機で北の大地へ飛んで母のマンションを訪ねるが不在。六花が連絡すると一両日は仕事で函館に居るという。二人は寝台列車で函館へ向かうが、勇太が母に会って今後の事を相談すると聞いた六花の胸に様々な思いが錯綜する。翌朝、勇太が目覚めると、六花は前日に贈った指輪を残して姿を消していた。六花を連れてこられなかった事を詫びる勇太に、母は、既に六花が自分の許に来ていると告げる。その後、追いついてきたメンバーの助けを得て、勇太と六花は再会し、お互いへの気持ちを確かめる。メンバーから贈られた長距離フェリーの船旅の夜、デッキに出た勇太と六花は妄想の限りを尽くし、今後の決意を電子メールに託して十花に送る。
『中二病でも恋がしたい! Lite』は、公式サイトおよびYouTubeで配信された短編エピソード。全6話。テレビアニメとは別のオープニングとエンディングを使用している。Web配信版にはキャストやスタッフなどのクレジット表示はない。BD / DVDの第7巻にクレジット表記付きで収録。2013年12月26日より第2期の『中二病でも恋がしたい!戀 Lite』を配信。全6話。
第1期は、KAエスマ文庫初のテレビアニメ化作品として、京都アニメーションにてアニメ化企画が進行中であることが2011年12月28日にPV上で発表された。2013年3月27日深夜に、TOKYO MXなどで放送された『たまこまーけっと』最終回放送後のCMと本作の公式サイトで、「契約更新」の告知と新キービジュアルが公開された。5月10日、第2期の制作決定が発表、ティザービジュアルが公開された。内容は原作小説の第2巻がベースとなる。9月14日の劇場版公開初日には2014年新春スタートであることが発表、11月30日に行われた『京アニ＆Do C・T・F・K 2013』のステージイベントにて、第2期のタイトルは『中二病でも恋がしたい!戀』（ちゅうにびょうでもこいがしたい れん）と発表された。
当初の学年は原作小説ならびにアニメ第1期のもの。アニメ第2期では年次が変わりそれぞれ進学・進級する。また、一部のサブキャラクターは単に「生徒」として、アニメにクレジットされた。この節では特に記載がない限り小説の設定に基づく。
2010年1月中旬頃から3月まで、スマイリー園田が体調を崩し休養したため、「シスタースマイリー」（正体不明）と名乗る代理人をたてる措置がとられた。2010年6月9日には、「ユアヒットパレードロックの日スペシャル」を22:00から23:59まで放送した。
木材は異方性が高く、繊維と並行（縦）か直角（横）かによって機械的強度は大きく変わる。縦方向の引張強さは、日本国内の針葉樹で800 - 1400kgf/cm²、広葉樹で600 - 2000 kgf/cm²、すべての木材では強いものでは3000 kgf/cm²というものもある。これを、強さを密度で割った「比強度」で表すと、針葉樹1700 - 2800kgf/cm²、広葉樹1600 - 2600kgf/cm²となり、鉄の400 - 1300 kgf/cm²を上回る性質を示す。これが横方向になると1/20から1/30と極端に悪くなる。そのため、製材時に木材の長軸と繊維軸が平行になっていない（「目切れ」という）と、このずれ部分に沿った破断、いわゆるせん断破壊が起きる。縦方向の圧縮に対する強さは、日本国内の針葉樹で300 - 400kgf/cm²、広葉樹で200 - 650 kgf/cm²と、引張強さの1/3程度になる。このように「引張強さ>圧縮強さ」という特性は木材の特徴のひとつで、コンクリートの「圧縮強さ>引張強さ」の特性と逆になっている。木材が圧縮されると、中空構造の繊維がつぶれ、局部的な折れ曲がりが発生する。この「座屈」と呼ばれる破壊は圧縮強さの数分の1で発生し、座屈線という連続的な破壊の起点となる。横圧縮強さは縦の1/10 - 1/30程であり、これも細胞の破壊から始まる。床板や梁のように繊維の上から木材を曲げようとする荷重に対する強さ（曲げ強さ）は、凹む木材の上部は縦圧縮力、張る下部は縦引張力がかかる図式で考える。中心部には圧縮ひずみも引張ひずみもかからない中立的な箇所があるが、曲げが強くなるとこの中立部が下（引張ひずみ側）に移動し、最終的に木材の縁まで来て引張強さを超える荷重がかかると破断する。しかも荷重を支える有効断面は実質的に狭いため、曲げ強さの値は引張強さよりも弱くなる。