群馬県が計上した本作のアニメ化の予算は約2億3000万円。群馬県知事の山本一太は2021年7月の記者会見で、「（アニメ化は）十分に国内外にアピールする潜在力がある」と述べ、本作の人気を通じて群馬県の特産品の消費拡大に期待を寄せた。

制作は東京の会社「アセンション」に委託されている。監督・脚本と音響演出は本郷みつるが起用された。

ぐんまちゃん役には、テープオーディションとスタジオでのオーディションによって高橋花林が選ばれた。テープオーディションの資料に「愛される声でありつつも個性的で、ぐんまちゃんだ！と思えるような声」と記載されており、高橋は、個性的な声を得意としていたため受かると考えていたものの、スタジオオーディションの際に「より普通の声で演技してほしい」という指示があって戸惑い、受かった時には驚いたと複数のメディアとのインタビューの中で話している。

インタビュアーの一人であるアニメイトタイムズの塚越淳一は、「たぶんスタッフが求めていた“個性的”の想像を超える“個性的”が来てしまったから、それを少し戻すための“普通”だったのかもしれないですね（笑）」と話しており、高橋は「そうかもしれない」と答えている。また、スタジオオーディションに同席していたぐんまちゃんの原作者・中嶋史子からキャラクターの設定などについての説明があり、高橋はこれを聞いてキャラクターのイメージが固まったと述べている。

演技にあたり高橋は、監督から「フラットに演技してほしい」という指示があったため楽しんだり悲しんだりする場面でもテンションを上下させ過ぎないようにし、ぐんまちゃんの「裏がなくすべてを真っ直ぐ受け入れる」性格を表現することに注力していると、リアルサウンドとのインタビューの中で話している。

ぐんまちゃんが持つ癒やしの力「ぐんまパワー」にもこだわりがあり、本作のオリジナルであるため方向性を決めるのに苦労したが、穏やかで緩やかなイメージに落ち着いたという。各エピソードの最後はぐんまちゃんの「◯◯パワー 100％」という決めセリフで締めくくられるが、高橋はこのセリフをエピソードごとに変えることを発案し、アドリブでその話にちなんだワードを入れていた。

ぐんまちゃん以外の主要キャラクターのキャストには群馬県出身者が起用されており、あおま役は太田市出身の内田彩が、みーみ役はみどり市出身の小倉唯がそれぞれ担当している。また、エンディング曲『Happy』を歌う今村麻莉愛、作詞・作曲の多胡邦夫、編曲の米田浩徳もそれぞれ群馬県出身である。

シーズン1の放送開始に先立って2021年7月30日から、群馬県は本作のポスターを無料配布する「ぐんまちゃんHELLOキャンペーン」を展開した。「HELLO」と「張ろう」をかけたキャンペーンで、同年12月31日まで県関係機関や県内の各市町村役場などで配布され、各地にポスターが張り出された。

2021年8月8日には初回放送の先行試写会が予定されていたが、新型コロナウイルスの蔓延に伴い中止となった。

群馬県の魅力発信や経済効果を狙い、本作は群馬県の群馬テレビのほか、県外の放送局・配信サイトでも放送・配信された。シーズン1は放送開始当初、地上波は県外の7局でも放送し、全国の全世帯の48％をカバー。シーズン2では、地上波は県外はTOKYO MXのみに減った一方、新たにBSフジとアニメシアターXでも放送し全国をカバーしたとしている。

また、海外展開も見据え、アニメ化決定当初から英語などの各字幕版の制作費用も予算に組み込まれた。2023年2月にアメリカのストリーミングサービス「Crunchyroll」でシーズン1が配信され、英語、スペイン語、ポルトガル語、フランス語、ドイツ語、ロシア語、イタリア語、アラビア語の8言語の字幕に対応した。

2023年7月1日から4日、ぐんまちゃんはアメリカのロサンゼルスで開催されたアニメ・エキスポに初めて参加。アニメの各場面を写したパネルを使って群馬県の魅力をアピールした。

単話版の各話は、単話版オープニング→本編（エピソード1本）→エンディング（シーズン1の短縮版）の順で構成される。

各エピソードの内容自体は同じ。各話リストについては上記の表を参照。

NHK版の各回は、アバンタイトル→単話版オープニング→本編（エピソード1～3本）→エンディング（15秒ほど）の順で構成される。

アバンタイトルでは、ぐんまちゃんとNHK前橋放送局の原口雅臣アナウンサーが実写で出演し、本編への振りがなされる。

各エピソードの内容自体は同じだが、放送順は異なるほか、シーズン1のエピソード全39話のうち23話分のみが放送された。下表では、放送上などでは触れられていないが、当該の単話版の話数も併記する。

シーズン1のうち第11回について、群馬テレビは放送を見送ることを、放送予定日の前日である2021年12月11日までに決定。第11回の放送が予定されていた12月12日は、第1回の再放送がなされた。第11回ではBパートに公営競技である競艇を取り扱う内容があり、群馬テレビは「日本民間放送連盟（民放連）が規定する放送基準第91条『青少年の射幸心への影響』に抵触することなどを考慮した」と説明している。

本作を巡っては、第4回でもAパートに公営競技である競輪を取り扱う内容があり、放送後、群馬テレビの視聴者から「子ども向けアニメなのに公営ギャンブルを扱うのは不適切」との意見が放送倫理・番組向上機構（BPO）に寄せられ、青少年委員会でも採り上げられるなど問題視されていた。これらについてBPOから、群馬テレビに対して報告がなされたという経緯がある。群馬テレビからの第11回放送見送りについての報告を受け、BPOは「これ以上検討する必要はない」と結論付け、事実上不問とした。

なお、群馬テレビ以外の放送局・配信サイトでは、内容を精査した上で、通常通り放送・配信が行われた。そのため、結果的にはぐんまちゃんの地元である群馬県の群馬テレビのみが放送見送りとなった。本作を放送する局で群馬県を対象地域とする局は他になく、群馬県内から第11回を視聴するには有料の各配信サイトを利用するしかなくなった。2022年1月27日、群馬県はニコニコチャンネルにて無料での一挙放映を行い、第11回についても放映。公式YouTubeチャンネル「tsulunos」でも、2022年9月9日までに第11回のエピソードにあたる単話版第31～33話を無料配信した。また、NHK版では、2022年4月7日に第11回Cパートにあたるエピソードが放送された。

群馬テレビの対応について、群馬県知事の山本一太や、前橋競輪場がある前橋市、桐生競艇場があるみどり市、伊勢崎オートレース場がある伊勢崎市の各市長からは、「いろいろな考えがあると思う」などと理解を示す一方、「放送見送りには違和感がある」「これらの公営競技に従事して雇用を得ている人に、自分の仕事は子どもに見せてはいけないものかのような印象を与えたら残念だ」などの意見が挙げられている。

シーズン2では第7回において、Aパートに公営競技であるオートレースを取り扱う内容があり、BSフジでは、おじさんが「射幸心について思いを巡らせちまうなあ」とつぶやく終盤の15秒程度をカットして放送した。BSフジは「視聴者ターゲットに対して不適切だと判断し、変更した」と説明している。なお、BSフジ以外の放送局・配信サイトでは、群馬テレビも含め通常通り放送・配信が行われた。

• 『アニメ ぐんまちゃん オフィシャルファンブック ぐんまちゃんといっしょなら、ちょっとしあわせ』（講談社、2024年2月19日発行）ISBN 978-4-06-534749-2