アニプレックス、フジテレビ、A-1 Picturesが手がける完全オリジナルアニメーション企画「ANOHANA PROJECT」として2010年12月に始動した。監督は長井龍雪、脚本を岡田麿里、キャラクターデザインを田中将賀が務め、2008年に放送されたテレビアニメ版『とらドラ!』を手がけたスタッフが名を連ねている。また、テレビアニメ版と並行して、岡田による小説版が『ダ・ヴィンチ』で連載された。タイトルロゴは「文学的な印象で縦書き4行」という要望をベースに楕円形の軌跡と「花」に青い花のマークを取り入れ軌跡の線に沿って「あのはな」の略称を読み取れる趣向とし、古くアナログ的に懐かしさを出したものとした。

幼馴染の死という過去を抱えた若者たちの淡い恋や罪の意識、絆や成長といった内容を扱う、ドラマ性を重視した内容が志向されており、物語の展開に従って複雑化していく人間関係なども描かれる。死んだはずの幼馴染であるヒロインが幽霊として主人公の前に現れるというファンタジー的な題材が用いられてはいるが、作中では彼女をアニメ的な幽霊のように描写することは避けられており、生きた人間と変わらず振る舞う姿を描写しながらも、その姿が鏡に映らなかったり、主人公以外の人物たちにその姿が見えていないことを示すことで、彼女が霊的な存在であることを描写している。

埼玉県秩父市が舞台設定のモデルとなっており、実在する建物、風景などが多く登場する。監督を務めた長井龍雪は舞台について、東京との微妙な距離感や山に囲まれた土地の閉塞感といった雰囲気を舞台に重ねたとしている。放送前は舞台が秩父であることは伏せていた。アニプレックスのプロデューサー斎藤俊輔によれば、理由は「作品を見て評価してほしいという、すごくシンプルな考えからです」と述べている。しかし秩父市や西武鉄道とは2010年秋から協議を進めており、電車の中吊り広告や沿線のポスター、秩父市の街に立てるフラッグなど一斉に展開できるように準備は整っていた。

先述の西武鉄道や秩父鉄道が本作に対して協力的であり、劇中で同社の電車（西武4000系電車）や駅（飯能駅・西武秩父駅）などが登場する。また、放送開始後には同駅構内や中吊り広告などで番組宣伝ポスターが掲示されている。2011年9月に開催されたイベント（後述）でも協力として加わったほか、記念乗車券なども発売している（後述）。

渋谷パルコPart.1にあるノイタミナショップや、秋葉原UDX内にある東京アニメセンターで作品の中で登場する秘密基地が再現された。なお、作中の小道具の一部は実在する商品を使用している。

監督の長井は、本作品の内容があまりアニメらしくないことから、視聴者に受け入れられるのかという不安や葛藤も抱いていたとしているが、放送が始まると丁寧な演出などが話題になったという。2011年6月29日に発売されたBlu-ray第1巻の初動売り上げは約3万1000枚で、Blu-rayメディアにおけるテレビアニメ第1巻の初動売り上げとしては発売当時で史上3番目という記録を残した。2012年8月5日に開催されたファンイベントにおいて、2013年夏に劇場版アニメが公開されることが発表された。

平成23年度（第15回）文化庁メディア芸術祭審査委員会推薦作品アニメーション部門／長編（劇場公開・テレビアニメ・OVA）に選出。2012年、この作品の功績により、長井監督が芸術選奨新人賞メディア芸術部門を受賞した。

じんたん（宿海仁太）、めんま（本間芽衣子）、あなる（安城鳴子）、ゆきあつ（松雪集）、つるこ（鶴見知利子）、ぽっぽ（久川鉄道）の6人は、小学校時代に互いをあだ名で呼び合い、「超平和バスターズ」という名のグループを結成して秘密基地に集まって遊ぶ間柄だった。しかし突然のめんまの事故死をきっかけに、彼らの間には距離が生まれてしまい、超平和バスターズは決別、それぞれ後悔や未練や負い目を抱えつつも、中学校卒業後の現在では疎遠な関係となっていた。

高校受験に失敗し、底辺高校に入学したじんたんは引きこもり気味の生活を送っていた。そんな彼の元にある日、死んだはずのめんまが現れ、彼女から「お願いを叶えて欲しい」と頼まれる。めんまの姿はじんたん以外の人間には見えず、当初はこれを幻覚だとやりすごそうとしたじんたんも、その存在を無視することはできず、困惑しつつもめんまの願いを探っていくことになる。やがて「超平和バスターズ」の面々がかつての秘密基地に集結、めんまを成仏させるため考えを巡らす。

本間家からめんまの日記を借りた一同は、昔打ち上げロケット花火を手作りしようとしたことを思い出し、めんまの願いは手作りの花火をあげることではないかと推測する。めんまの母親の反対、法律の壁をクリアし、超平和バスターズはめんまの前で花火を打ち上げる。だがめんまは成仏しなかった。じんたんたちはかつて遊び場にしていた寺の境内に集まり、「本当にめんまの願いを叶えたかったのか」と自問自答し、それぞれがめんまへの負い目や嫉妬を告白する。ひとり家にいためんまは叶えてほしかった「お願い」の内容を思い出すが、体が透けはじめていた。

帰宅したじんたんはめんまを背負い、急いで皆が待つ秘密基地に走るが、着いたときじんたんにもめんまの姿は見えなくなっていた。山の中でめんまの名を呼び探し回る一同。めんまは最後の力を振り絞って5人に手紙を書く。手紙を読んだ5人の前にめんまが姿を現す。

じんたんが願いを叶えてくれた礼を言うと、めんまは泣きながら、生まれ変わるからみんなとお別れすると言う。「めんま、みーつけた」5人の声でめんまはようやく姿を消す。そして5人はそれぞれの道を歩みだした。

• 宿海仁太（じんたん）- 入野自由（幼少時 - 田村睦心）
• 本間芽衣子（めんま）- 茅野愛衣
• 安城鳴子（あなる）- 戸松遥
• 松雪集（ゆきあつ）- 櫻井孝宏（幼少時 - 瀬戸麻沙美）
• 鶴見知利子（つるこ）- 早見沙織
• 久川鉄道（ぽっぽ）- 近藤孝行（幼少時 - 豊崎愛生）
• 宿海篤 - 小形満
• 宿海塔子 - 大原さやか
• 本間イレーヌ - 大浦冬華
• 本間聡志 - 水原薫
• 本間学 - 保村真
• 春菜、亜紀 - 水原薫、牧野由依
• 久川寛太 - 若山詩音
• 久川壮太 - 石見舞菜香

• 原作 - 超平和バスターズ
• 監督 - 長井龍雪
• 脚本 - 岡田麿里
• キャラクターデザイン・総作画監督 - 田中将賀
• プロップデザイン - 冷水由紀絵
• アートアドバイザー - 石垣努
• 美術監督 - 福島孝喜
• 色彩設計 - 中島和子
• CG・撮影監督 - 那須信司
• 編集 - 西山茂
• 音楽 - REMEDIOS
• 音楽プロデューサー - 佐野弘明
• 音響監督 - 明田川仁
• チーフプロデューサー - 清水博之、山本幸治
• プロデューサー - 斎藤俊輔、尾崎紀子
• アニメーションプロデューサー - 岩田幹宏
• アニメーション制作 - A-1 Pictures
• 製作 - 「あの花」製作委員会（アニプレックス、フジテレビジョン、電通）

スペシャルオンエア版は北海道文化放送以外『ノイタミナ』枠第2部。劇場版主題歌「サークルゲーム」が新オープニングテーマとなり、映像も新作となる。さらに下記の通り、第1話 - 第4話は副音声によるオーディオコメンタリーを実施。

2011年10月にはフジテレビ関東ローカルで4夜連続一挙再放送が実施された。同じ秩父市を舞台とし、同じメインスタッフによる劇場版アニメ『心が叫びたがってるんだ。』公開を控えて、2015年9月にフジテレビで特別編集版が、同年10月期にはTOKYO MX・群馬テレビ・とちぎテレビ・BS11にて実質再放送される。フジテレビ系列以外の関東地上波・BSでノイタミナ作品が放送される初の事例となる。

2013年8月31日公開。副タイトルは「めんまへの手紙」。

キャッチコピーは「前を向けばきっと会える。」。

芽衣子（めんま）が成仏した夏の日から1年。めんまが超平和バスターズの面々に残した手紙の「お焚き上げ」が企画された。めんまの手紙とともに燃やすめんまへの思いを記した手紙を、超平和バスターズ各人が綴る中、めんまとの思い出がよみがえる。

本作品は当初テレビシリーズの総集編として企画立案されたが、単純な再編集版を嫌ったスタッフ一同により、後日談＋テレビシリーズで描かれなかった過去のエピソードが加えられることとなった。

全国64スクリーンで公開され、2013年8月31日、9月1日の初日2日間で興収1億9,817万7,700円、動員16万1225人となり映画観客動員ランキング（興行通信社調べ）で初登場第3位となった。また、ぴあ初日満足度ランキングでは第1位となっている。さらにスクリーンアベレージ（1スクリーンあたりの興行収入）は309万6527円で、同時期公開中の作品の中ではトップの成績となっている。その後もデートムービーとして定着するなど、20代から40代を中心に幅広い年齢層に広がりを見せ、延べ上映館数も公開当初の約2倍となる全国122スクリーン（11月22日現在）まで拡大。公開55日目の10月25日には、深夜アニメ映画としては『映画けいおん!』に次いで2作品目となる興行収入10億円を突破し、ロングランヒットとなっている。

アニメと同じくフジテレビ系列にて2015年9月21日21:00 - 23:18に単発のスペシャルドラマとして実写ドラマ化が発表された。“ANOHANA PROJECT ”からは独立した作品として作られており、「あの花」製作委員会（超平和バスターズ）は「原作」という形でのみ関わっている。

2011年9月25日に、秩父市および秩父郡小鹿野町にまたがる秩父ミューズパーク野外ステージにて、主要声優陣およびアーティストによるイベント「ANOHANA FES.」が開催された。BD/DVD第1巻に優先販売申込券が同梱。本イベントのチケットで西武秩父駅から会場までのシャトルバスに乗車できた。このイベントの模様は、単独商品としてBD/DVDが発売されたほか、先述のBlu-ray Disc BOXにも収録されている。

また、2011年、2012年、2013年、2014年の龍勢祭りでも、「超平和バスターズ」名義の龍勢が実施された。2011年・2014年は茅野愛衣、2012年は早見沙織、2013年は茅野愛衣・近藤孝行がゲストとして来場。

2011年11月16日から12月15日までネクソンのオンラインゲーム『マビノギ』にてタイアップイベントが開催された。

2012年7月14日から9月2日までお台場アクアシティにて「あの花夏祭」が開催され、同年8月5日には、お台場合衆国内のMY BEAT スタジアムにて主要声優陣およびアーティストによるイベント「あの花夏祭 超平和バスターズのお楽しみ会」が開催された。

2013年8月17日には、西武ドームで開催の埼玉西武ライオンズ対東北楽天ゴールデンイーグルス戦にて、「劇場版 あの花　〜超平和ライオンズデー〜」と題し、茅野愛衣による始球式やメイン女性声優3名による場内アナウンスを行い、試合終了後には外野グラウンドで声優陣によるトークショーが開催された。

2013年8月24日には、秩父市内にて「あの花夏祭 in ちちぶ」が開催され、声優陣によるトークショーおよびアーティストによるライブなどが行われた。また、事前抽選による当選者限定で、全国公開に先駆けて劇場版の上映会が行われた。

2014年3月21日から2014年3月30日までアニメイト池袋本店にて周遊型の体感型ゲーム「劇場版 あの日見た花の名前を僕達はまだ知らない。×ナゾメイト」が行われた。ナゾメイトとは「アニメ（キャラクター）で謎解き」をコンセプトに謎解きイベントを主催しているイベンター。

2014年8月31日には、道の駅ちちぶをメイン会場に、「あの花夏祭 in ちちぶ Final」が開催され、声優陣によるトークショーおよびライブ、劇場版リバイバル上映などが行われた。

なお、この「〜Final」イベントをもって“ANOHANA PROJECT”は完結したと公式に宣言された。同時に本作品のメインスタッフによる『あの花。』では無い劇場版オリジナル新作アニメ制作を発表。2014年12月3日、秩父夜祭花火大会にて題名『心が叫びたがってるんだ。』を発表。同時に2015年公開と“ANOHANA PROJECT”サイトで告知された。

2015年9月21日から10月13日までgumiの育成シミュレーションゲーム『ファントム オブ キル』でコラボイベントが開催され、2017年5月8日から5月22日まで復刻に加えてパワーアップしたイベントが行われた。

2016年8月25日から10月5日までセガ・インタラクティブの音楽ゲーム『チュウニズム』でコラボイベントが開催され、同イベントは2017年2月9日から3月8日まで復刻した。

放映から10周年となる2021年には記念プロジェクトが実施され、「10年後の超平和バスターズ」に置き換えたキービジュアルの発表、「10thアニバーサリープロジェクト あの日聞いたラジオの名前を僕たちはまだ知らない。」の配信をはじめ、同年8月28日にはメインキャスト・スタッフ出演のイベント「ANOHANA 10 YEARS AFTER Fes.」が秩父宮記念市民会館（第1部）および秩父市役所前駐車場（第2部）で開催された。このイベントの第1部では、岡田麿里の書き下ろしによる『十年後の八月、秘密基地にて。』と題した朗読劇が上演され、めんまを除く超平和バスターズ5人の「10年後」の姿が描かれた（この朗読劇は、10周年記念でリリースされたビデオグラムボックス「10 years after BOX」に収録）。

「あの花龍勢」の打上げは2015年以後も継続したが、コロナ禍により2020年と2021年は行事自体が中止、2022年は縮小開催となり、「あの花龍勢」は発射されなかった。通算10回目の射出となる2023年が公式の「あの花龍勢」としては最後と告知された。以前より龍勢保存会との申し合わせでコラボレーションは10回までと決められていたという。10月8日の当日には茅野愛衣（口上担当）や近藤孝行、監督の長井龍雪や脚本の岡田麿里ら関係者が見守る中、無事発射に成功した。