Jabarkan Media dari Bungō Stray Dogs

Sebuah adaptasi serial televisi anime yang diproduksi oleh Bones disutradarai oleh Takuya Igarashi dan ditulis oleh Yōji Enokido. Nobuhiro Arai dan Hiroshi Kanno menjabat sebagai kepala direktur animasi, sedangkan yang pertama juga menjabat sebagai desainer karakter bersama dengan Ryō Hirata. Taku Iwasaki menggubah musik seri ini. Kazuhiro Wakabayashi adalah direktur suara seri di Glovision. Selain itu, Yumiko Kondou adalah direktur seni, Yukari Goto adalah desainer warna anime, Tsuyoshi Kanbayashi adalah direktur fotografi dan Shigeru Nishiyama adalah editornya. Granrodeo membawakan lagu pembuka anime, berjudul "Trash Candy", dan Luck Life membawakan lagu penutup anime, berjudul "Namae wo Yobu yo" (名前を呼ぶよ, I'll call your name).

Serial ini dibagi menjadi dua bagian: paruh pertama, berisi dua belas episode, ditayangkan perdana pada 7 April 2016 dan berakhir pada 23 Juni 2016, disiarkan di Tokyo MX, Teletama, Chiba TV, tvk, GBS (Gifu Broadcasting), Mie TV, SUN, TVQ Kyushu, dan BS11. Paruh kedua, juga berisi dua belas episode, ditayangkan perdana pada 6 Oktober 2016 dan berakhir pada 22 Desember 2016. Serial ini telah dilisensikan untuk streaming oleh Crunchyroll. Sedangkan untuk babak kedua, Screen Mode menyanyikan lagu pembuka berjudul "Alasan Hidup" sementara Luck Life sekali lagi menyanyikan lagu penutup berjudul "Kaze ga Fuku Machi" (風が吹く街, lit. "Kota tempat angin bertiup") .

Sebuah OVA dibundel dengan volume manga edisi terbatas ke-13, yang dirilis pada 31 Agustus 2017.

Pada 21 Juli 2018, diumumkan bahwa serial ini akan menerima musim ketiga. Pemeran dan staf akan mengulangi peran mereka dari dua musim sebelumnya. Musim ketiga tayang perdana mulai 12 April 2019 dan berakhir pada 28 Juni 2019, disiarkan di Tokyo MX, TVA, KBS, SUN, BS11, dan Wowow. Granrodeo membawakan lagu pembuka musim ketiga "Setsuna no Ai" (セツナの愛 lit. "Cinta sesaat") dan Luck Life membawakan lagu penutup musim ketiga "Lily". Funimation merilis simuldub pada 17 Mei 2019.

Pada Juni 2020, Kadokawa mengumumkan bahwa adaptasi serial televisi anime dari manga spin-off, Bungo Stray Dogs Wan!, sedang diproduksi. Satonobu Kikuchi menyutradarai seri, dengan Kazuyuki Fudeyasu menangani komposisi seri, Hiromi Daimi mendesain karakter, dan Bones and Nomad menangani produksi. Para pemeran utama mengulangi peran mereka. Serial ini ditayangkan dari 13 Januari hingga 31 Maret 2021 di Tokyo MX, BS11, MBS, Wowow.

Pada 7 November 2021, diumumkan bahwa serial ini akan menerima musim keempat. Musim keempat akan tayang perdana pada Januari 2023.