あんさんぶるスターズ!! メディアミックス
JOYSOUNDではキャラクターソングが<<アニメカラオケ>>として配信されている（一部除く）。アニメカラオケというカテゴリではあるが、専用にアニメーションが作られているわけではなく、ゲーム中のイラストが音楽に合わせて表示される。なお、アニメカラオケは家庭用ゲーム機などのJOYSOUNDでは配信されていない。
あんさんぶるスターズ！×カラオケの鉄人
2016年に一部店舗で実施された。コラボメニューの注文特典として描き下ろし缶バッジを配布。また、新宿大ガード店 および池袋東口2号店 ではコラボルームも同時期に開催された。
あんさんぶるスターズ！×BAYHOTEL
カプセルホテル「秋葉原BAY HOTEL」で2016年5月28日より『あんさんぶるスターズ コラボルーム』が開催されている。キャラクターが描かれたアメニティグッズの他、居室がコラボルーム仕様に変更されている。
きせかえテーマ あんさんぶるスターズ！
2016年6月1日より登場。スマートフォン版Yahoo!検索のテーマをあんさんぶるスターズ!のキャラクターに設定することができる。
イケメン戦国◆時をかける恋
2015年10月27日から11月10日まで期間限定でコラボキャンペーンが開催された。『イケメン戦国』では織田信長が私立夢ノ咲学院の制服姿となった「あんさんぶるスターズ！×織田信長コラボアバター」を、『あんスタ』では姫宮桃李が織田信長の衣装をまとったコラボカードを、それぞれのゲーム条件を満たすことで入手できた。
LINE パズルタンタン
2015年12月28日から2016年1月12日まで開催されたコラボキャンペーン。紫乃創がLINE パズルタンタンに登場するパンダの着ぐるみ姿をしている。
夢王国と眠れる100人の王子様
2016年5月14日より期間限定で同時開催されたコラボイベント。『あんスタ』側には『夢100』より宝石の国の王子サイ、リド、ティーガの三名が、「夢王国と眠れる100人の王子様」には「あんさんぶるスターズ!」より、三奇人の日々樹渉、朔間零、深海奏汰が登場した。
また、コラボ記念キャンペーンとして、「あんさんぶるスターズ!」「夢王国と眠れる100人の王子様」「アニメイトタイムズ」の公式Twitterにおいて指定されたツイートの合計RTを超えることで、アプリ内アイテムが配布されるキャンペーンも開催されており、こちらは目標達成につき、後日配布された。
メルクストーリア - 癒術士と鈴のしらべ -
2017年9月14日から27日まで相互にコラボイベントが開催。
メルスト側にはKnightsの5人が登場し、あんスタ側にはトイフェル（声 - ランズベリー・アーサー）、フェイエル（声 - 岡本信彦）、ラヴィオル（声 - 津田健次郎）、オルトス（声 - 花江夏樹）が登場する。
なお、メルストにはボイスがないので担当声優は本コラボではじめて決定され、テレビアニメ版でも続投となった。
ラストピリオド -終わりなき螺旋の物語-
2018年2月14日から27日まで相互にコラボイベントが開催。
ラスピリ側にはTrickstarの4人、UNDEADの4人、Knightsの瀬名泉が登場し、あんスタ側にはネロ（声 - 逢坂良太）、ゼクス（声 - 小野友樹）、ペネトレイト（声 - 速水奨）、ハル（声 - 花江夏樹）、ミウが登場する。
なお、上記コラボ以降にあんスタ側においてラストピリオドのキャラがゲームに登場したことはないが、ラスピリ側では2019年にも2月と11月にコラボが行われており、前者では流星隊の5人が、後者ではValkylieの2人とRa*bitsの4人が参戦している。また、アニメ版ラストピリオド第10話「はぴえれ怪」はあんスタの世界を題材としたエピソードとなっており、Trickstar、UNDEAD、姫宮桃李、佐賀美陣がゲストキャラとして登場している。
うたの☆プリンスさまっ♪ Shining Live
2019年のエイプリルフール企画として「Dream Star Live」と題したコラボライブのストーリーを配信。
TrickstarがST☆RISH、fineがQUARTET NIGHTと共演した。
特設サイトで公開された計9個のスペシャルムービーではコラボライブの様子を、それぞれのアプリではライブ後の楽屋での様子が配信された。
プロジェクトセカイ カラフルステージ! feat. 初音ミク
2025年2月、両アプリのコラボ企画としてスペシャルイベントが開催。特別ストーリーおよび記念楽曲が配信された。
あんスタ側からは守沢千秋・逆先夏目・漣ジュン・瀬名泉が、プロセカ側からは天馬司(声:廣瀬大介）・神代類（声:土岐隼一)・東雲彰人(声:今井文也)・青柳冬弥（声:伊東健人)がユニットメンバーとして選ばれ、臨時ユニット「DI:Verse」を結成。コラボストーリーや新規楽曲『フュージョン』（作詞作曲：DECO*27)も配信された。コラボカバーとしてCrazy:Bと司・類による『KING』、ALKALOIDと彰人・冬弥による『フラジール』の配信も行われた。
その他、プロセカのアプリ側において2025年2月22日と23日に昼・夜の計4公演に渡り、バーチャルライブ“コネクトライブ 特別版 プロジェクトセカイ×あんさんぶるスターズ！！Ensemble in SEKAI”が開催。両アプリのすべてのユニットおよび今イベントで誕生したコラボユニット、さらには一部のあんスタシャッフルユニットもパフォーマンスを披露した。
ボールルームへようこそ
2017年8月14日から31日まで期間限定でコラボキャンペーンが開催。『あんスタ』に、富士田多々良（声 - 土屋神葉）、兵藤清春（声 - 岡本信彦）、赤城賀寿（声 - 富田健太郎）が登場。
弱虫ペダル
2018年6月19日から29日まで期間限定でコラボキャンペーンが開催。『あんスタ』に、小野田坂道（声 - 山下大輝）、巻島裕介（声 - 森久保祥太郎）、真波山岳（声 - 代永翼）、東堂尽八（声 - 柿原徹也）が登場。
KING OF PRISM -Shiny Seven Stars-
2019年6月15日から25日まで期間限定でコラボキャンペーンが開催。『あんスタ』に、一条シン（声 - 寺島惇太）、大和アレクサンダー（声 - 武内駿輔）、速水ヒロ（声 - 前野智昭）、香賀美タイガ（声 - 畠中祐）、十王院カケル（声 - 八代拓）が登場。
令和のデ・ジ・キャラット
9話劇中のゲーマーズ店頭にて『あんさんぶるスターズ』のプロモーション動画が流れる。
ハローキティ コラボイベント「招待！ハローキティと流星隊の夜」
「あんさんぶるスターズ！」のアプリ内期間限定イベントとして、2016年3月26日から4月10日まで開催された。流星隊のメンバーとハローキティがコラボしたストーリーである。余談であるが、プロデュースコースはサンリオピューロランドが舞台となっている。
また、当コラボイベントを記念し、2016年4月26日にはサンリオピューロランドにて『あんさんぶるスターズ!-流星隊-inサンリオピューロランド』が開催された。
ジョイポリすごろく with あんさんぶるスターズ！
東京ジョイポリスにて、2016年7月1日より期間限定で開催された。館内を周る回遊型すごろくアトラクションである。ポイント達成や指定マスに到達することで、ユニットごとの限定プロモーションビデオやオリジナルストーリーを楽しむことができる。なお、あんさんぶるスターズ！でアトラクションとのコラボレーションは、こちらが初となる。
あんさんぶるスターズ！in ナンジャタウン 〜キャット＊フェスティバル〜
ナンジャタウンにて、2018年11月22日から2019年1月20日まで開催されたイベント。作中に登場するアイドルたち12ユニットが園内各所のパネルやゲーム屋台の景品、オリジナルグッズ、ノベルティに登場した。
TVアニメ『あんさんぶるスターズ！』×富士急ハイランド
富士急ハイランドにて、2019年9月21日から11月4日まで開催された。流星隊メンバーが人気アトラクションの出発の合図や園内アナウンスを行うほか、流星隊メンバーのスタンプを集めて回るスタンプラリー、フォトスポットの設置、コラボフードやコラボフリーパス、オリジナルグッズの販売などが行われ、また周辺施設でもコラボの取り組みがあった。