本作は、先行して放映されたテレコムアニメーション版『双恋』と対をなす、もうひとつの『双恋』として企画制作された。全13話。総監督はufotable代表取締役社長の近藤光が'逢瀬祭の名義で務めている。

"古典的なラブコメ"を目指した前作との徹底的な差別化を計り、キャラ設定の改変、スラップスティックなアクション、奇抜な展開、アバンギャルドなギャグ、クールな作風など、多分にインディペントフィルム的なアプローチがなされた。主人公のキャラクター造形やテーマにおいても、中学生を主人公に据えて子供から青年になることの悩みを描いた前作に対し、本作は21歳の探偵を主人公に据え、彼が抱く「責任を負うこと」への恐れ、青年期の終わりと大人になることの痛みをテーマとした。原作に登場する6組の双子の中から、主役として白鐘姉妹を選んで物語の主軸に据えている。そのため、白鐘姉妹以外の原作キャラクター（双子）は完全に脇役扱い（探偵事務所を訪れる依頼人などのゲスト的に登場）となり、顔見せ程度しか登場しない姉妹もいる。このような理由から、原作とは設定や世界観から大きく異なるアニメオリジナル要素の非常に強い作品となっている。この奇抜な展開が評価され、第9回文化庁メディア芸術祭では審査委員会推薦作品に選出されている。本作は視聴者だけでなく製作委員会からも好評となり、ufotableへ続編制作のオファーも出たが、最終的に続編は制作されなかった。

舞台である「二子魂川」は二子玉川がモデルになっており、都会と田舎の狭間に位置するような下町を背景に、時にオフビートに時にセンチメンタルに物語が描かれている。スタッフインタビューでは「歌謡曲『神田川』の世界です」とコメントされている。

オープニングでは各姉妹が武器を持って戦う姿が描かれているが、本編で実際に武器を持ったのは第1話冒頭の雛菊姉妹を除けば桜月姉妹のみ。これはアニメ制作会社のufotableが得意とする"お遊び要素"である。

音楽制作の一部には、映像に合わせて音楽を制作するフィルムスコアリング方式が採用されている。

放送終了後の2005年8月24日からDVDが順次発売された。こちらでは前作『双恋』のような単品とBOXが非互換な区切り方をせず、BOXが単品3巻と同等になる区切り方で単品版は各巻PSP用のUMDとの2枚組。

2005年4月から6月まで、独立U局を中心とした7局（放送局を参照）で放送された。

本作は、後の『TYPE-MOON× ufotable プロジェクト』企画立ち上げに繋がることになる。アニプレックスの岩上敦宏は、本作を視聴後、「こういう作品を作れるスタジオがあるのか」と思い、ufotableと本作で総監督を務めたufotable代表取締役の近藤光と仕事をしたいと考え、プロジェクト第1弾『空の境界』の制作を依頼したと語っている。TYPE-MOONの奈須きのこ、武内崇、奈須の担当編集者であった太田克史も本作を視聴し、「ufotableなら空の境界もイケるのでは？」と企画に賛同した。

“――3人でいたい――”

日本のどこかにある普通の下町「二子魂川」の一角で、死亡した父親の跡をなんとなく継いだ私立探偵・双葉恋太郎。

彼の下に、謎めいた双子・白鐘姉妹が現れ、成り行きのまま奇妙な同居生活が始まる。

犬猫探しぐらいしかない探偵稼業、個性豊かな住民たちとの触れ合い、時折騒動が起きつつも平和な日常は、いつまでも続くようだった。

しかし、数年前にニコタマを混乱へ陥れた組織の魔手が、恋太郎と白鐘姉妹の“3人でいる日々”を破壊しようと、再度ニコタマへ迫っていた。

• 原作 - 双葉ひな、ささきむつみ
• 総監督 - 逢瀬祭
• チーフディレクター - 平尾隆之
• シリーズ構成 - 金月龍之介
• キャラクターデザイン・総作画監督 - 小林利充
• レイアウト総作画監督 - 高橋タクロヲ
• 美術監督 - 根本邦明
• 色彩設計 - 千葉絵美
• 撮影監督 - 柳沢宏明
• 編集 - 今井剛
• 音響監督 - 明田川仁
• 音楽 - 村山達哉、鈴木俊介、磯江俊道
• 音楽プロデューサー - 田井基良
• 制作プロデューサー - 近藤光
• プロデューサー - 高野希義、宿利剛、渡辺和哉
• アニメーション制作 - ufotable × studio FLAG × feel.
• 製作 - フタコイプロジェクト（メディアワークス、キングレコード、ランティス、読売広告社）

以下は放送順のもの。なお、放送時とDVD収録時で3話から5話の順番が異なっている。

前述のとおり、東京都世田谷区にある二子玉川駅周辺である、二子玉川がモデルとされている。アニメ版では、放映当時の商店街や河川、鉄橋、銭湯など、酷似した場所が多数存在する（現在は再開発等により一部の風景が消滅している）。

• New World/ぼくらの時間 - OP/ED曲CD
• HAPPY DETECTIVE LIVES - サウンドトラックCD
• フタコイ オルタナティブ THE NOVELS - ノベライズ版 ISBN 4-8402-3119-2
• A STORY OF LOVE - サウンドトラックCD+公式サイトで配信されていたWebラジオの特別編

アニメ版の世界観のアドベンチャーゲーム『フタコイ オルタナティブ 恋と少女とマシンガン』が、マーベラスインタラクティブから2005年6月23日に発売された（CEROレーティング12才以上対象）。なお、『双恋 -フタコイ-』および『双恋島〜恋と水着のサバイバル〜』の廉価版発売と同時期の2006年3月にこちらも廉価版が発売されている。

ゲームの進行は、基本的には一般の恋愛アドベンチャーゲームのように最初に共通パートがあり、その後6組の姉妹のいずれかに分岐する形である。しかし本作ではプレイにおいてあらゆる選択肢が"燃え"もしくは"萌え"のどちらかに分類されており、シナリオ中にはそれにより話の展開が変わるポイントが存在する。この展開が変化するポイントではボタンの連打で強制的に進行を変えられるのが特徴。また、シーンによってはそれ以外にも瞬時の判断が求められるシーンがあり、そう言ったシーンでは制限時間内にキー入力を行うことになる。

あらきかなお・画。「月刊コミック電撃大王」で2005年4月号から2006年3月号まで連載された。単行本は全1巻。

2006年3月初版 ISBN 4-8402-3420-5