登場人物等の詳細は→「とある科学の超電磁砲」
概要
2013年4月から9月まで、TOKYO MX、MBS、CBC、BS11、AT-Xにて全24話が放送された。
「とある魔術の禁書目録」でも描かれた御坂美琴のクローン・妹達編を美琴視点側から描く。妹達編はその題材からエグい描かれ方をされており、アニメ一期から入った多くの視聴者を脱落させた。
タイトルの「S」は「Sisters」のSが由来。
原作準拠は16話までで、17話からはアニメオリジナル展開となる。
その為、17話からの「S」は「Silent Party」の「S」が由来。
主題歌
オープニングテーマ
「sister's noise」（#2〜16）※#1のみエンディングテーマ
「eternal reality」（#17〜）
歌 - fripSide
エンディングテーマ
「Grow Slowly」（#2〜4、#6〜10、#12〜13、#15〜16）※#5はエンディングテーマ無し
「stand still」（#11、#14）
歌 - 井口裕香
「リンクス」（#17〜21）※#22はエンディングテーマ無し
「インフィニア」（#23）
歌 - 三澤紗千香
各話リスト
※17話、18話の間に禁書劇場版のダイジェスト特番を挟む。
| 話数 | サブタイトル | 話数 | サブタイトル |
|---|---|---|---|
| #1 | 超電磁砲（レールガン） | #2 | 寿命中断（クリティカル） |
| #3 | 超電磁砲量産（レディオノイズ）計画 | #4 | 妹達（シスターズ） |
| #5 | 絶対能力進化（レベル6シフト）計画 | #6 | あたし…みんなのこと見えてるから |
| #7 | お姉さまの力になりたいですの | #8 | Item（アイテム） |
| #9 | 能力追跡（AIMストーカー） | #10 | 原子崩し（メルトダウナー） |
| #11 | 自動販売機 | #12 | 樹形図の設計者（ツリーダイアグラム） |
| #13 | 一方通行（アクセラレータ） | #14 | 約束 |
| #15 | 最弱（かみじょうとうま） | #16 | 姉妹 |
| #17 | 勉強会 | #18 | お引越し |
| #19 | 学園都市研究発表会 | #20 | フェブリ |
| #21 | 闇 | #22 | STUDY |
| #23 | 革命未明 Silent Party | #24 | Eternal Party |
