电视动画《机巧少女不会受伤》改编自海冬零儿执笔，LLO插图的同名轻小说。故事围绕人偶师赤羽雷真和他的少女型人偶搭档夜夜展开。

在小说所属文库MF文库J为2013年1月25日发行的小说第十卷单行本《机巧少女不会受伤 10 Facing "Target Gold"》发布的宣传单上，公布了小说动画化决定 [1]  。2013年5月，制作方在动画官网上公开了主要制作人员和主要角色的声优，同时宣布动画将在10月开播。动画版的主要角色声优与2010年发行的广播剧（Drama CD）中的一致 [2]  。

动画于2013年10月7日开始陆续在AT-X、TOKYO MX、BS11等电视台播出，首播时间为AT-X的每周一晚20:30（北京时间19:30）。动画在中国大陆的网络播放权由爱奇艺和哔哩哔哩 [3]  取得。