芝浜高校に入学した浅草みどりは、アニメを作るのが夢だが一人では行動できない小心者。浅草は友人の金森さやかを誘い、アニメ研の見学に行くが、そこで水崎ツバメと遭遇。親から反対されているが、アニメーター志望の水崎は浅草と意気投合。金森は教師にハッタリをかましてまるめこみ、「映像研」を立ち上げ、バラックの部室も確保。アニメで「最強の世界」を作るため、3人は奮闘する。 声の項はテレビアニメ版の声優。演の項は実写ドラマ・映画版の演者。 映像研究同好会。浅草たちが作ったアニメを制作するための部活動。芝浜高校にはアニ研（アニメ文化研究会）が存在するが、水崎が両親から入部を禁じられているため、金森が「映像系の部活」と教員をごまかし、新たに立ち上げた。
登場人物
映像研
主人公
浅草みどり（あさくさ みどり）
声 - 伊藤沙莉[7][8] / 演 - 齋藤飛鳥[9]芝浜高校1年生[10]で映像研のメンバー。2月3日生まれ[11]。小柄で黒髪おかっぱにマルチカムのブーニーハット
金森さやか（かなもり さやか）
声 - 田村睦心[7][8] / 演 - 梅澤美波[9]浅草の同級生で映像研のメンバー。現実主義者でプロデューサー的役割担当。10月9日生まれ[11]。三白眼にそばかす、黒髪ロングヘアで、目が悪いが常におでこの上に眼鏡を乗せている。時にその眼鏡を髪留めに使用することがある。大きなスニーカー2足がプリントされたリュックを愛用。一人称は「私」。人目を引くほどの長身（180cm[13]）で美脚。短気で厳しい性格。瓶牛乳とコロッケと利益が出る活動を好む。人に対する呼称は「名字＋氏」。浅草と水崎にアニメ制作を勧め映像研を立ち上げる。アニメに興味も知識もないが、中学生のころ、周囲から孤立していた浅草と連むようになった。拘りが強く作業が滞りがちな浅草と水崎を叱咤しコントロールする役目を担う。浅草とは同じ上狸沢中学校の出身。
水崎ツバメ（みずさき ツバメ）
声 - 松岡美里[7][8] / 演 - 山下美月[9]浅草たちの同級生で映像研のメンバー。美人のカリスマ読モで街中にポスターが貼ってあるほどの有名人。5月15日生まれ[11]。茶髪で左右非対称のボブカット、襟足はツーブロック。主人公で唯一複数のリュックを所持している模様で度々リュックが変わっている。一人称は「あたし」。父親（声 - 三上哲）と母親（声 - 日髙のり子[14]）が有名な俳優で実家がお金持ち。人に対する呼称は「名字＋さん」。両親から俳優になるよう言われており、アニ研入部を禁じられていたが本人はアニメーター志望。浅草並みに好奇心が強く、探検に出掛ける時には目を輝かせる。アニメーションによる動きのリアルさを表現することにこだわりを持つ。金銭感覚がずれている上に世間知らずで、高校生になるまで箸の持ち方を間違えていた。走り方も独特で、本来片腕を前に出し走る際は腕を後ろに引っ込める時同様折り曲げて走るのが普通だが、なぜか腕を真っ直ぐにして走る。アニメ版では子供のころ、曾祖母（声 - 宮寺智子）と交流したり、演技のレッスンを受けながら人間の動きを観察し、絵を上達させていく様子が描かれた。
顧問
藤本（ふじもと）
声 - 井上和彦[7][8] / 演 - 髙嶋政宏[15]映像研の顧問。もみあげから顎に掛けて豊富な髭をたくわえており、その姿はダレイオス1世（金森）、シャムシ・アダド1世（水崎）、レオニダス1世（浅草）に例えられる。「必要以上に働かない！ 隙を見つけては遊ぶ！」を仕事の極意としており、顧問として映像研の活動に極力干渉しない。
音響部
百目鬼（どうめき）
声 - 花守ゆみり[7][8] / 演 - 桜田ひより[16]音響部の唯一の部員。浅黒い肌[注 1]に明るい髪色のショートヘアの女子生徒。校内では制服ではなく、フード付きトレーナーにズボン姿でいることが多い。昼食は食堂からもらうパンの耳ですませている。4部屋分の部室が一杯になるほどの音の標本を代々受け継いでおり、さらに常日頃から音の収集を行っている。生徒会から活動縮小と部室の明け渡しを求められ、行き詰まっていたが、映像研から音素材を置く部室の提供を受ける代わりにアニメーションに効果音を付けるのに協力する。集団行動を好まず、金森曰く「連れション文化圏外の人」。作者の大童のツイッターでフルネームは「百目鬼・パーカー」と明かされている[17]。アニメ版・映画版では原作より初登場のタイミングが早く、映像研作品には2作目から協力している（原作では3作目から）。
大・生徒会
道頓堀透（どうとんぼり とおる）
声 - 川庄美雪 / 演 - 小西桜子[15]生徒会長。二つ結びの無造作な髪型。真面目な委員長タイプで生徒会長として仕切りはするが、交渉事は得意ではない。
さかき・ソワンデ
声 - 小松未可子[7][8] / 演 - グレイス・エマ