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“我毕业于东中，叫做凉宫春日。我对普通的人类没有兴趣。你们之中要是有外星人、未来人、异世界人或者超能力者的话，就尽管来找我吧。”这是凉宫春日的宣言，也是她对于平庸生活的挑战。
我们可能在很小时就不再相信圣诞老人的存在，也慢慢不会再对外星人，特异功能等等产生幻想。在生活的教化下习惯于平淡无奇的生活。可是不安于现状的凉宫同学却勇敢的建立起SOS团，用强烈的意志去试图改造这个了无新意的世界。她的忧郁，究竟从何而来，又将从何而去。
虽然同班同学阿虚、寡言读书少女长门有希、萌萌学姐朝比奈实玖瑠、神秘转校生古泉一树等人都被她牵扯进来，但是阿虚以外的三人却有着凉宫春日不知道的大秘密。
集数调乱次序
由于集数和内容上的限制，制作团体希望把《凉宫春日的忧郁》最后一章当作2006年版本结尾。结果有人想出把集数调乱播放的想法，为动画界上史无前例，同时亦代表着凉宫春日这个角色本来就厌倦世俗眼光，不喜欢人生平铺直叙地渡过，亦能够在视觉上让观众感受到角色凉宫春日的定位桥段之一。但因为这手法与故事中的时空观和剧情并没有太大关连，因此是一种联想式科幻手法。
朝比奈实玖瑠的冒险 Episode 00
制作团体为了表现学生社团自行拍摄电影时所犯的的错误，故意采用低劣作画，如光源失误的重现，无关的路人或工作人员被拍进去，和登场人物讲台词非常不自然的现象等等，而只使用 4:3 的显示范围更是造成轰动。据制作团体表示，采用朝比奈实玖瑠的冒险Episode00作为2006年版第一话是希望观众在视觉底下体会到凉宫春日的烦闷。
Someday In The Rain
在《Someday In The Rain》中，演出的山本宽打破了原作故事由主角第一身视野自述构成的界限，于这个原创集数加插第三身的视野去解构角色。最明显的部分是SOS团的社团教室改以远镜显示全景，而非其他集数所用的近镜和人物大特写。另外，长门有希于社团教室读书的实况，背景广播更加入来自日本各地的名句，以动漫界为主;中国香港J2版则加入地道名句，同样以动漫界为主。参看下方〈中国香港版本的本地化译制、“非常烂对白”环节〉段落。
取景
剧中大部分的场景，取自兵库县的西宫市，而每次SOS团校外活动的集合地点“光阳园车站”，是取自市内的甲阳园车站。而剧中的县立北高等学校，也是取自兵库县立西宫北高等学校，而这间学校也是作者谷川流的母校，这间学校之前也因为阪神大地震中而遭到破坏。
人物表情
监督石原立也于《涼宮ハルヒの公式》的访谈中称，希望能尽量避免一般动画中“人物头上冒汗珠，或者额头上画井号表示生气”这种平常在漫画中常见的表现方式。如此一来虽然是动画，但人物的表情却近似于真人(如忧郁3中春日的嘟嘴表情)，十分的生动活泼。
马勒(Gustav Mahler)第八交响曲的引用
在动画播放顺序第六集(观看顺序十四集)，在14分55秒开始，引用马勒的第八交响曲第一部分后半为背景音乐，至19分12秒为止。(由第258小节开始，至约第431小节终)
名作致敬
例如《神秘信号》故事中，古泉的绝招便是同样由京都动画所制作的惊爆危机系列作的副标题。《Live Alive》中，看板上的“恋爱的必杀咖喱(恋の必殺カレー)”便是十八禁美少女游戏《To Heart 2》中柚原春夏的拿手料理。第八集“孤岛症候群.后编”的后半段，春日在进行推理的场景，有着模仿逆转裁判内人物动作的戏份。被模仿的角色主要是成步堂龙一(凉宫春日)和御剑怜侍(古泉一树)。朝比奈于后段也有稍稍模仿绫里真宵的颔首动作。除此以外不胜枚举。
片尾曲《ハレ晴レユカイ》舞步
对于制作团体自身而言，片头曲和片尾曲其实都能够演绎角色，跟大多动画公式的低成本分镜演出和预算截然不同。其中片尾曲《ハレ晴レユカイ》(晴天好心情)播出后大受欢迎，片中SOS团团员5人以凉宫春日为首跳出舞步，故大部分人称之《SOS团团舞》或《凉宫舞》。部分人更把自己跳舞的片段上载，世界各地亦有组织表演此舞。及后，官方更推出了完整版的凉宫舞片段。
猫人(ねこマン)
原作小说没有的角色，曾于动画官方网站、动画中的赞助厂商列表之背景、〈射手座之日〉里实玖瑠舰队等多处登场。事实上是替凉宫春日献声的声优平野绫所绘。平野绫在片头曲的歌词上的涂鸦作品，被石原立也监督看见，于是让它们在动画中出场。猫人的特点是额头上有各式各样的文字。
官方网站
动画的官方网站也故意不采用一般动画网站的模式，而是直接将书中SOS团所制作的官方网站重现在现实的互联网上。除了模仿完全没有设计网站才能的阿虚所制作出的网站外，在各集播出后，网站也有所更动：〈神秘信号〉先后播出后，本来SOS团的团徽便改为ZOZ团);。2006年12月18日至21 日其间，为了将《凉宫春日的消失》的剧情反映出来，官方的网站因此而“关闭”了三天。在另外网站中也置放了在剧中凉宫春日所拍摄，朝比奈实玖瑠的角色扮演照片，不过却没有直接的超链接，而是需要由爱好者自行发现，现在已删去。于7月7日(日本是在公历七月七日庆祝七夕而非农历七月七日)，网站会先跳至七夕许愿页面，将〈竹叶狂想曲〉的剧情反映出来。
凉宫春日的叹息动画和小说的关系
凉宫春日的忧郁小说第二本“凉宫春日的叹息”有275页，而在2009年版动画所播放的五话凉宫春日的叹息在剧情上刚刚平分了页数，即55页一话，每一话故事都刚好在每55页完结的位置停止，所以会看见这五话中结尾和开头会有点奇怪。
登场过的吉他型号
在动画第十二集《Live Alive》里登场的吉他分别为
凉宫春日-品牌：Italia 型号：Mondial Classic
长门有希-品牌：Gibson 型号：LTD SG Special Classic White
在“凉宫ハルヒの激奏”演唱会里平野绫拿的吉他为
品牌：Fender 型号：MUSTANG RED 1969