电视动画《世界尽头咏唱恋曲的少女YU-NO》改编自MAGES.制作的同名游戏，于2017年12月宣布了动画化的消息 [1]  。动画由feel.负责制作 [2]  ，于2019年4月2日至10月1日每周二在AT-X首播，中国由bilibili独家正版发布，全26话。 

主角有马拓也为一个无所事事的高中生，他父亲是历史学家，却在研究时失踪，留下他与继母两人相依为命。暑假时主角收到父亲寄来的包裹，里面有一个罗盘和三颗水晶珠，以及一封写着「时间是可逆的，历史是不可逆的」云云以及一些关于平行世界概念的信，并交待主角晚上去当地有名的地标剑之岬去见一个人。拓也晚上如约来到剑之岬，发现自己的继母亚由美和父亲研究夥伴龙藏寺幸三都在场。原本和蔼的龙藏寺突然翻脸要有马把收到的邮包交出来，并拔出枪来威胁他，千钧一发之际，一道闪电落下劈在了神社的御神石上，拓也就此晕去。等拓也甦醒过来周围已经旁无一人，回家睡了一觉后才发现不对劲。继母和龙藏寺完全不记得昨晚发生的事情，此时他才发现原来父亲寄给他的遗物是可以让人在平行世界自由穿梭的神奇道具，于是他为了找到父亲真正的下落展开了一系列调查。

现世篇主人公·有马拓也幼年丧母，身为历史学者的父亲也在两个月前因事故去世。在各个方面都失去了活力的高中最后的暑假。某天，他收到了装有镶嵌着用途不明的圆镜和玻璃珠的奇妙物体的小包裹。一起送来的信中有着令人意想不到的父亲可能居然还活着的内容……“今晚10点，带着这个东西到剑之岬（三角山）来。”他按照指示前往那个地点，却发现神秘的女性倒在那里。而且，那里还有学园长和神秘转学生的身影。一瞬间，随着大地的轰鸣，他被光所包围……前往平行世界的旅程，由此开始了。

异世界篇 为了得到能够拯救神奈性命的超念石，拓也从三角山出发前往另一个维度。 拓也所到达的是和之前的世界完全不同的，怪物横行的异世界“德拉·格兰特”…… 在那里，拓也遇到了不说话的少女·塞蕾丝和边境的女骑士·艾丽娅。 而后，一个可爱的女孩子在边境之地出生了。 那个孩子被赋予了这样的名字。 ——“优诺”—— [6]