片頭曲
「only my railgun」 (唯有我的超電磁炮)（第2－14話）
作詞：八木沼悟誌 & Yuki-ka，作曲、編曲：八木沼悟誌，歌：fripSide
「LEVEL5-judgelight-」(LEVEL5-審判之光)（第15－23話）
作詞：fripSide，作曲、編曲：八木沼悟誌，歌：fripSide
片尾曲
「Dear My Friend -まだ見ぬ未來へ-」(親愛的朋友 - 朝向未知的未來 -)（第2－11話、第13－14話、第24話）
作詞：春和文，作曲：渡邊拓也，編曲：大久保薰，歌：ELISA
「SMILE -You & Me-」（第12話）
作詞：春和文，作曲：渡邊拓也，編曲：大久保薰，歌：ELISA
「Real Force」(真正的力量)（第15－23話）
作詞：六ツ見純代，作曲、編曲：菊田大介（Elements Garden），歌：ELISA
第二期
片頭曲
「sister's noise」(妹妹們的心聲)（第2－16話）
作詞、作曲、編曲：八木沼悟誌，歌：fripSide
「eternal reality」(永恒的現實)（第17－23話）
作詞、編曲：八木沼悟誌，作曲：小室哲哉[3]、八木沼悟誌，歌：fripSide
片尾曲
「Grow Slowly」(慢慢成長)（第2－4話、第6－10話、第12－13話、15- 16話）
作詞、作曲：渡邊翔，編曲：清水哲平，歌：井口裕香
「リンクス」(友情連結)（第17－20話）
作詞、作曲、編曲：千葉"naotyu-"直樹，歌：三澤紗千香