L'adaptation animée d'Urusei Yatsura a été confiée à Mamoru Oshii, alors simple employé du Studio Pierrot, qui a dû commencer la production dans des conditions très précaires, l'essentiel de l'équipe du studio étant mobilisé sur d'autres séries comme Taiyô no Ko Esteban et Maicching Machiko-sensei, au point qu'il n'y avait même pas de bureau de production dédié.
Au début de la diffusion, les changements par rapport au manga ont provoqué une vague de protestations de fans, certains envoyant des lettres contenant des lames de rasoir ou des cassettes audio remplies d'insultes, ce qui a même failli entraîner le renvoi de Mamoru Oshii.
À partir de la troisième saison, le scénariste Kazunori Itô, alors simple assistant de production, a été promu à l'écriture, et de jeunes animateurs talentueux capables de dessiner des mécanismes (comme Yûji Moriyama, Masahito Yamashita ou Kazuhiro Ochi) ont rejoint l'équipe, certains comme Katsuhiko Nishimura s'étant même portés volontaires pour travailler sur la série.
Pendant la production du deuxième film Beautiful Dreamer (1984), les principaux membres de l'équipe télévisée ont été affectés au film, obligeant la diffusion télévisée à proposer deux semaines consécutives d'épisodes récapitulatifs.
Mamoru Oshii a quitté la réalisation en chef après la sortie de Beautiful Dreamer en mars 1984, en même temps que le scénariste Kazunori Itô, la compositrice Izumi Kobayashi et la comédienne de doublage de Ran, Yō Inoue ; il a aussi quitté le Studio Pierrot à cette occasion, et Kazuo Yamazaki lui a succédé comme réalisateur en chef à partir de l'épisode 107, avec un changement de studio d'animation vers Studio Deen.
La série télévisée s'est achevée en mars 1986 avant même la fin du manga (qui s'est terminé au printemps 1987), une décision annoncée fin 1985 qui a provoqué la colère des fans les plus assidus, au point que le producteur Shigekazu Ochiai a reçu chez lui des appels silencieux et des sonnettes fantômes presque quotidiennement en guise de représailles.
L'épisode 78 « Mijime! Ai to sasurai no haha!? » a été un temps refusé à la diffusion par Fuji Television, jugé trop délirant par la direction, mais a finalement été envoyé faute de temps ; Oshii a alors été convoqué au bureau du directeur pour un sévère avertissement.
Le personnage secondaire de Megane, à peine esquissé dans le manga original, a pris une personnalité extrêmement marquée dans l'anime grâce au jeu très improvisé du comédien Shigeru Chiba, qui a lui-même déclaré que « Megane est le porte-parole d'Oshii ».
En avril 1982, lors d'un épisode spécial, le personnage de Kaede donne au téléphone un numéro qui s'est révélé être un vrai numéro existant, provoquant une avalanche d'appels farceurs et obligeant le producteur Shigekazu Ochiai à présenter des excuses ; la scène a depuis été corrigée dans les rediffusions.
Le changement de génériques « Dancing Star » et « Yume wa Love me more » prévu pour l'épisode 77 a dû être repoussé d'une semaine car les cellulos déjà préparés avaient été volés.
L'épisode 100, entièrement original, ne met en scène qu'Ataru et Mendō sans Lamu, une configuration due à la mobilisation d'une grande partie des comédiens et de l'équipe sur le tournage du film Beautiful Dreamer ; le réalisateur de l'épisode a plaisanté en expliquant que c'était surtout « une question de budget ».
Entre les films Only You et Beautiful Dreamer, un troisième long-métrage avait été envisagé et le scénariste Kazunori Itô avait même rédigé un script complet approuvé par l'auteure, mais le projet a été abandonné sur un simple « finalement, laissons tomber » de Mamoru Oshii face à un calendrier de production jugé intenable de trois mois, ce qui a mis la société de production en fureur au point de menacer de le « bannir de l'industrie du cinéma japonais ».
Dans la version 2022, l'épisode 10 a utilisé une diffusion en son multiplex où la langue des Oni parlée par la mère de Lamu était la piste principale, tandis qu'une traduction en japonais était proposée en piste secondaire ; cette langue fictive et sa table de conversion ont été créées par Makoto Ueda de la troupe Europe Kikaku.
En 2023, la série 2022 a dû présenter des excuses publiques après la découverte d'un détournement non autorisé de designs existants dans les décors de l'épisode 17, le studio David Production évoquant un défaut de gestion de la production.
Dans la version 2022, l'épisode 23 comporte une reprise du thème d'ouverture original de 1981 « Lum no Love Song », interprétée cette fois par Sumire Uesaka, la nouvelle voix de Lamu.
Dans le remake de 2022, plusieurs comédiens de la version originale de 1981 reviennent dans des rôles différents : Toshio Furukawa (voix originale d'Ataru) double désormais le père d'Ataru, et Fumi Hirano (voix originale de Lamu) double la mère de Lamu.
