1985年7月15日から同年12月26日まで日本テレビ系で24話放映。後にOVAとして25話と26話が発売。
内容はあらゆる星で人類が生活している未来。WWWAに所属する、あまりの過激さにダーティペアとあだ名される女性コンビ、ケイとユリの活躍を描く。
小説との設定の違い
2人に超能力はない。
引き起こす災害がゴールデンタイムのTVアニメとして放送可能なレベルに抑制。
原作のサポートキャラであるムギが単なるペット扱い（触手の描写が少なく、ほとんどただの大猫と化している。体色は黒から褐色へ変更）でありメカニックはケイの担当。ただし知能は人間並み。
ムギかクァールであるかどうかはアニメ本編では明言されていない。なお、「あれでネコ科ってんだから先祖が知ったら嘆くだろうに」（ケイ）「遺伝子工学もとんだイタズラをするものね」（ユリ）というセリフがある。
アニメのサポートキャラはオリジナルロボット「ナンモ」が担当。そのナンモが故障した際はムギが修理したらしい。
ユリのブラッディカードを削除。代替として上腕に巻きつけてある鞭、通信機になるイヤリングなどを装備している。
コスチュームが小説版から変更されており、アニメ用に線が少なくされた。ケイは薄緑色で赤の縁取り、ユリは黄色で赤の縁取りで、ブーツのデザインも個々で異なっている。耐熱ジェルの設定は無い。
専用宇宙船「ラブリーエンゼル」号のデザインが大きく異なる。原作では細長い砲弾状の垂直型宇宙船、アニメではスタートレックのエンタープライズ号を意識したデザイン（一部作品を除く）。
WWWAの設定が、小説では準公共団体（ITUやWHOなど国連の専門機関同等）であるのに対し、TV版では利益企業となっている。2人の上司は原作のソラナカ部長からグーリィ主任に変更。
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スタッフ
監督：滝沢敏文、鹿島典夫（一部回）
キャラクターデザイン：土器手司
メカニカルデザイン：阿久津潤一
コスチュームデザイン：細野不二彦
音楽：木森敏之
プロデューサー：初川則夫（日本テレビ）、吉井孝幸
制作：日本テレビ、サンライズ
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主題歌
オープニング：「ロ・ロ・ロ・ロシアンルーレット」（作詞作曲：中原めいこ 編曲：佐藤 準 歌：中原めいこ）
エンディング：「宇宙恋愛（スペースファンタジー）」（作詞作曲：中原めいこ 編曲：佐藤 準 歌：中原めいこ）
「宇宙恋愛（スペースファンタジー）」は、番組放映より大幅に先行する1985年5月22日に発売された中原のアルバム「CHAKI CHAKI CLUB」に収録されていたが、歌詞中に「ダーティペア」を直接的に想起させる文言があり、タイアップであるかアニメのための書下ろしかは不明。
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声の出演
ケイ：頓宮恭子
ユリ：島津冴子
ムギ：巻島直樹
ナンモ：巻島直樹
グーリィ主任：沢木郁也
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放映リスト
コンピューターの殺し方教えます (1985.7.15)
可愛い天使は胸毛がお好き? (1985.7.22)
勝手に惚れな!恋はロシアンルーレット (1985.7.29)
追跡はチーズケーキと死のにおい (1985.8.5)
クリアドスのどっくんどっくん! (1985.8.12)
危険がいっぱいダミーがいっぱい (1985.8.19)
愛こそすべて命賭けます逃避行!! (1985.8.26)
やるっきゃあない！恋は女の起爆剤 (1985.9.2)
うちらを買って！用心棒には美人がお得 (1985.9.16)
え－っっっ?うちらが凶悪誘拐犯! (1985.9.23)
ホホホ、ドレスと男はオニューに限る (1985.9.30)
小さな独裁者!触らぬ機密にたたりなし (1985.10.07)
何よこれ!玉のお肌がドロンドロン (1985.10.14)
金庫か選挙か?演説会は殺人びより (1985.10.21)
ここ掘れニャンニャン果報は最後にやってくる (1985.10.28)
まかせなさい!WWWAは素敵なお仕事 (1985.11.4)
出てこい出てこい暗殺者 (1985.11.11)
ごめんあそばせ走る迷惑強行突破! (1985.11.18)
恋の恨みと逆恨み恨みはらさず愛させて (1985.11.25)
追憶のブルースは殺しのBGM (1985.12.2)
うっそー!消えた463人? (1985.12.9)
やったね!出てきた463人 (1985.12.16)
不安だわ…!?うちらの華麗なる報復 (1985.12.23)
かなりマジ?マンションは危険なアドレス (1985.12.26)
ひええっ!洋館の坊やはターミネーター (1987.1.1)
ホ、本気!?美女にキャノン砲は脱出のキーワード (1987.1.1)
※25、26話については脚本までは完成していたものの放送枠の関係で製作されていなかったものが後にバップ発売のOVA「ダーティペア ラブリーエンジェルより愛をこめて」として製作されたもの。以降のCSなどでの放送では全26話として扱われている
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