2005年4月14日から9月29日までフジテレビほかで『ノイタミナ』の第1弾として放送。全24話 + テレビ未放送エピソード2話（この2話はDVD5巻と7巻に収録されている。レンタル版には未収録）。

原作の一部シーン（はぐみの絵画教室、森田のカナダ行き等）がカットされているが、原作をほぼ忠実にアニメ化している。

本作では、第4回にはフジテレビのアナウンサー3人（千野志麻、中村仁美、戸部洋子）がはぐみの同級生役で、第8話でKABA.ちゃんが西園寺ミドリ役でゲスト出演している。

2006年6月29日からは、第2期『ハチミツとクローバーII』が同枠の第5弾として放送された。全12話。放送中に主演の神谷浩史が交通事故で急遽降板し、テレビ放送版最終話のみ代役が立てられるハプニングが起きた（DVD版は神谷により再録されている）。

作品の第1期は、アメリカ、カナダ、韓国、台湾、香港、フィリピン、マレーシア、シンガポール、タイ、インドネシアでも放送された（第2期は、現時点ではフィリピンのみで放送）。
スタッフ

第1期第2期
監督カサヰケンイチ長井龍雪[10]
監修-カサヰケンイチ[10]
シリーズ構成・脚本黒田洋介[10]
キャラクター監修羽海野チカ
キャラクターデザイン島村秀一[10]
総作画監督吉田隆彦兵渡勝
吉田隆彦（第11話）
サブデザイン都築裕佳子-
美術監督柴田千佳子[10]
色彩設定石田美由紀
映像設計大河内喜夫
撮影監督黒澤豊大河内喜夫
編集西山茂
音響監督明田川仁
音楽林有三&サロン'68
-DEPAPEPE
音楽制作アニプレックスSMEレコーズ
オープニング映像野田凪（第1 - 12話）
児玉裕一（第13 - 24話）平野文子
衣装監修倉石一樹-
協力グラスホッパー、オフィスオーガスタ
集英社『YOUNG YOU』編集部-
プロデューサー高瀬敦也、豊島雅郎、八坂健司、渡辺哲也
伊藤幸弘、山本幸治、佐野弘明、大澤信博
アニメーション
プロデューサー松倉友二
プロデュースジェンコ
アニメーション制作J.C.STAFF[10]
製作ハチクロ製作委員会[注 2]

主題歌
第1期

オープニングテーマ「ドラマチック」（Epic Records Japan）
作詞・歌 - YUKI / 作曲・編曲 - 蔦谷好位置

12話で挿入歌としても使用された。

エンディングテーマ「ワルツ」（第1-12話、第24話）（Epic Records Japan）
作詞・作曲 - 渡辺健二 / 編曲・歌 - スネオヘアー
エンディングテーマ「Mistake」（第13-第23話）（SME Records）
作詞 - 八熊慎一 / 作曲 - 奥田民生 / 歌 - THE BAND HAS NO NAME

これら3曲はフルバージョンでオリジナルサウンドトラックに収録されている。

第2期

オープニングテーマ「ふがいないや」（Epic Records Japan）
作詞・歌 - YUKI / 作曲 - 蔦谷好位置 / 編曲 - YUKI、玉井健二、湯浅篤
エンディングテーマ「スプリット」（Epic Records Japan）
作詞・作曲 - 渡辺健二 / 編曲・歌 - スネオヘアー
挿入歌

前述の通り、スピッツとスガシカオの楽曲が挿入歌として数多く使用された。スガシカオはこのアニメへの提供依頼を快諾した。スピッツも、シングル曲を使用しないことを条件に楽曲提供を許可した（しかし、厳密には「スピカ」は「楓」との両A面シングルのため、1曲のみシングル曲を使用していることになる）。
第2期挿入曲（インスト）
「Night & Day」
作曲 - DEPAPEPE
各話リスト