סדרת האנימה הראשונה של די.גריי-מן הועלתה לשידור ביפן בערוץ TV Tokyo ב-3 באוקטובר 2006 וסיימה את שידוריה לאחר 103 פרקים ב-30 בספטמבר 2008.
רק 51 פרקים מהסדרה תורגמו ודובבו לאנגלית ע"י Funimation ויצאו בדי.וי.די בצפון אמריקה מה-31 במרץ 2009 עד ה-5 בינואר 2010, והועלו לשידור בFunimation Channel בספטמבר 2009. ב-30 ביוני 2016 הוכרז כי Funimation קנתה את זכויות היוצרים לחלק השני של הסדרה והחלה להוציא את 52 הפרקים הנותרים בדי.וי.די
סדרת האנימה השנייה של הסדרה, די.גריי-מן הלוו, המשיכה את העלילה מנקודת הסיום של הסדרה הראשונה, והועלתה לשידור ביפן ב-4 ביולי 2016 עד ה-26 בספטמבר 2016, בערוץ TV Tokyo ובשירות הסטרימינג קראנצ'ירול בו זמנית, ל-13 פרקים בלבד.