本作目前已经有两季动画作品, 第一季是在2003年由MADHOUSE制作, 从2003年10月开始到2004年2月在富士电视台播出, 全13话. 第一季主要剧情是漫画的前两卷, 但故事发生的次序有所变化, 并且有一些原创演绎, 风格细腻优美, 在FANS中评价很高.
第二季GUNSLINGER GIRL -IL TEATRINO-目前还在播出中, 主线是漫画第三卷及后面的关于暗杀者皮诺丘的故事. IL TEATRINO在意大利语中, 是小剧场, 人偶的剧场, 玩具剧场的意思, 动画中的义体可以说是人偶, 暗杀者皮诺丘的名字也是人偶, 十分切合剧情. 这次的制作公司由MADHOUSE变更为了ARTLAND, 声优也全面更换, 剧本则由作者相田裕本人负责. 由于第一季评价很高, 第二季又有着原著作者本人的参与, 第二季曾被高度期待, 但是播出时看到的却是与第一季相去甚远的作品, 在本作的FANS中引起很大争议.
