动画改编自蒼山サグ原作、Tinkle插画的同名轻小说。轻小说于2012年开始出版，角川于10月8日出版了最新的第八卷。由水谷悠珠作画的漫画版《天使的3P!》于2014年在《电击G's漫画》上连载。番外篇漫画《天使的3P!的3P!》，由おーみや作画，于杂志《电击萌王》上连载。
杂志还透露，动画只是作品三个版权项目的一个。在动画播出前，会有一部广播剧CD发售。广播剧CD将会使用原作者蒼山サグ为广播剧特别制作的剧本，并会有客串声优。
此外，动画中三位主角的声优也在现实生活中组成了一支乐队。项目也会记录这支乐队的成长，其中就包括乐队的首次集体练习和各自的独自课程。
动画主要制作人员如下：
原作：蒼山サグ
角色原案：Tinkle
监督：柳伸亮
角色设计：野口孝行
系列构成・脚本：杂破业
动画制作：project No.9
音乐制作：Lantis
动画主要声优如下：
五岛润 cv 大野柚布子
紅叶谷希美 cv 远藤祐里香
金城空 cv 古贺葵
贯井响 cv 井上雄贵
贯井胡桃 cv 日高里菜
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