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下表所列的播出日期是指《无限斯特拉托斯2》在首播电视台东京放送（TBS）上的首播日期，由于是采用日本标准时间且按深夜动画的表记形式，实际时间可能为北京时间的次日凌晨。 话数标题标题原文剧本分镜演出作画监督播出日期01仲夏夜之梦ひとなつ[注1] .
一夏e799bee5baa6e79fa5e98193e4b893e5b19e365の想いで 一羽丝
服部里驱（协力） 寺东克己
登坂晋
清水空翔 登坂晋清水空翔10月3日02Heart Painkiller[注2]
恋爱☆舌下剂 ハート・ペインキラー
恋スル☆舌下锭 一羽丝藤森一真秋田谷典昭门智昭10月10日03玻璃鞋少女的透色合音硝子少女 の透色和音 服部里驱米田光宏近藤奈都子10月17日04Mysterious Lady
雾缠的淑女 ミステリアス・レイディ 福田道生佐藤和磨小美户幸代10月24日05Lovely Style
可爱姿态 ラブリー・スタイル 弓弦逸鹤（原案）
一羽丝 寺东克己根岸弘树西冈夕树10月31日06The secret base
少女的自尊 ザ・シークレット・ベース
乙女の矜持 鸿野贵光石仓贤一森义博山内则康11月7日07Sisters
姐妹 シスターズ服部里驱寺东克己浅见松雄相坂直纪
武田薰 11月14日08Open your heart
打开你的心扉 オープン・ユア・ハート一羽丝阿部达也石井和彦鲤川慎平
近藤奈都子 11月21日09英雄的条件ヒーローの条件菊地康仁西片康人服部宪知
高瀬さやか 三室健太11月28日10Cooking My Way クッキング・マイ・ウェイ福田道生根岸宏树西冈夕树
鲤川慎平 小美戸幸代12月05日11Looking for Memories
思念京都舞台 ルッキング・フォー・メモリーズ
恋こがれ京舞台 菊地康仁
福田道生 久保山英一志贺道宪
近藤奈都子 12月12日12Girls Over
少女们的展翅 ガールズ・オーバー
少女たちの展翅 菊地康仁菊地康仁近藤奈都子
小美戸幸代 鲤川慎平12月17日OVA分裂的解体的世界们(World Purge)分离解体の世界たち（ワールド・パージ）服部里驱菊地康仁、登坂晋 神谷智大、福田道生 小岛正士登坂晋、黒田大辅 神谷智大小美戸幸代、福永智子 神谷智大、野崎丽子 门智昭、熊田亜辉 注1：此处为双关，“一夏”即是男主的名（读作“いちか”），在读作“ひとなつ（Hitonatsu）”时又意为“一个夏季”。 注2：部分中文标题上方的英文，是日文标题片假名训读读法的还原转写。
电视动画《无限斯特拉托斯2》改编自弓弦逸鹤著作的轻小说《Infinite Stratos》，是原作小说一期动画作品的续篇。原作小说原本由角川集团（zdKADOKAWA）旗下的出版社Media Factory所属的轻小说文库MF文库J刊行，但由于作者与出版社的矛盾，小说被移籍OVERLAP文库 ，并更换了插绘画师。
随着原作小说的专再启动，OVERLAP宣布了一些列新动作，包括小说新刊、小说的全系列新装版、新版漫画以及原创广播剧等等。2013年4月，二期动画《无限斯特拉托斯2》制作决定公布，同时宣布将发售一属期动画的蓝光套装（BD-BOX） ；5月，动画公布定档2013年秋季的同时，也公布了主要制作人员与配音阵容。