电视动画片《魔卡少女樱》根据CLAMP的同名漫画作品改编，由MADHOUSE制作，于1998年4月7日在NHK卫星第2频道《卫星动画剧场》中首播，共70集。该作品的续篇是《魔卡少女樱 CLEAR CARD篇》。

※受片尾署名形式限制，部分配音信息暂缺。

久川绫在看《好朋友》杂志的时候就萌生了给小可配音的想法。理由是如果能以关西口音给动画片配音，那么这种经验可以应用于其它作品中。

动画片筹备阶段，原作者们拟写了各个角色的履历。摩可那在进行动画分镜制作时，会听动画的原声带。

该片是浅香守生初次执导电视动画作品。初期日程比较富裕，也做得很仔细。制作人员也尝试了“每集都换新服装”。而后来日程逐渐紧迫起来，制作人员的工作量也大增。“包在小可身上”环节则是为调整播出形式制作的。第3首片尾曲的动画是由铃木典光一人完成的。

当时的电视动画片多采用16毫米胶片作为介质，但《魔卡少女樱》全部70集都是使用35毫米胶片。2009年的高清修复版，使用的是高清胶片转电视技术（使用CCD相机实时拍摄胶片，转换为视频信号的方式）。这个时候主要理念是“好好表现出播放时崩溃的色阶”。而作为其基础的转换参数，是在制作于2005年发行的DVD BOX时完成的。颜色设定考虑到了当时显像管显示器仍在使用的情况。

4K扫描版的制作原则是不去有意改变某个地方，而把“原封不动地取出提取胶片上的信息”放在第一位。色彩修正工作的目标则是颜色平滑自然，对以镜头为单位没有问题，但连起来看就会效果不佳的部分，进行了细致的修正。例如，2009年版大道寺知世的黑发在平板显示器上看起来有些发蓝，而4K扫描版则是自然的。《魔卡少女樱》是用非常纤细的笔触绘制的，按常用的扫描方法，会产生大量斑块、斑点，所以工作人员用了很长时间去寻找适合这部作品的扫描方法。虽说使用了35毫米胶片，但从4K扫描的参数来看，实际上有相当数量的胶片颗粒。因此，为了兼顾优质的粒子感和高S/N，Q-tec公司使用了其FORS技术进行了特别的降噪处理。经过多次试错，实现了满足“低对比度部分不变模糊”“平面和饱和度平滑”“高对比度部分很好看”的条件的降噪。

1998年，该片在NHK卫星第2频道《卫星动画剧场》中首播。其第一季（第1～35集）于1998年4月7日开播，第二季（第36～46集）于1999年4月13日开播；第三季（第47～70集）于1999年9月7日开播。1999年，该片在地面波频道NHK教育频道开播。

不过在2000年3月，NHK卫星第2频道在《魔卡少女樱》最终集前播放的大相扑延长了4分钟，《魔卡少女樱》也顺延4分钟播出。这使得设置定时录像的观众错过了最终集最后的场景。当时的录像设备不支持随前一个节目的延长而变更录像时间，观众播放录像时首先看到的是武藏丸和贵之浪这两人，而在最后小樱和小狼离别的场景，录像戛然而止。那场比赛武藏丸败给了贵之浪，因而这起事件也被类比称作“武藏丸的悲剧”。

当地时间2016年4月6日起每周三18:30～18:55，“库洛牌篇”全部46集在NHK BS Premium重播。当地时间2017年4月16日起每周日7:30，“小樱牌篇”在NHK BS Premium重播。2016年11月19日至27日，“库洛牌篇”在AbemaTV播出（19日播出第1～12集，20日播出第13～23集，26日播出第24～35集，27日播出第36～46集）。当地时间2017年9月15日起每周五19:25，该片在NHK教育频道播出库洛牌篇、小樱牌篇的精选集，从70集中选出29集播出。

2024年3月1日至31日，第1集在YouTube「フル☆アニメTV」频道免费上线。

内地

该片由广东百视联影业发展有限公司引进，中文名《百变小樱魔术卡》，于2002年10月在上海电视台首播。但该片并非是从日本直接进口的。当时广东电视台增加了播出时长，却陷入了播出内容不足的窘境，故内地从香港的翡翠台购买了一些节目。该片在电视台播放的时候，有2种配音版本，分别为辽宁人民艺术剧院（辽艺）版本和金鹰卡通版本。但是受当时的社会环境影响，电视台播出的版本中，作品的恋爱情节表现有所限制，例如：

此外，中配版中李小狼的名字被修改为“王小明”，第2集等有幽灵恐怖元素的内容在电视台播出时也被删除。“镜”与桃矢一起买东西的情节等内容由于与主线剧情无关，在电视播出版本中也被删除。

该片以《百变小樱魔术卡-梦幻魔术卡-》为题，由福建省文艺音像出版社出版DVD。

北京杰外动漫文化股份有限公司以《百变小樱》名义发行该片，授权以下视频网站播出：

其中，哔哩哔哩上线的该片完成了4K修复。

台湾

1999年4月10日起每周六18时，该片在卫视中文台首播。1999年8月2日起每周一至周五18:30，该片在“华视”播出。

流媒体方面，该片在爱奇艺上线，由曼迪传播代理。2020年6月30日至2022年6月29日，该片在Netflix上线。

香港

该片于2000年4月17日在无线电视翡翠台开播，收视列同期动画节目之冠。节目采用粤语配音，主题曲使用曾嘉莉演唱的《百变小樱》。该片在香港由羚邦集团发行。

当地时间1999年8月12日，Nelvana有限公司宣布通过制片方讲谈社获得该片的独家电视发行和经销权利。

2000年6月17日，该片在美国首播，作为华纳动画天地频道下午时段一个名为“Fraturday”的版块的一部分，于每周五播出。该片在美国WB电视网进行电视播出时名为Cardcaptors，其剧集播出顺序与日本不同。出于“便于美国孩子记忆”的考虑，作品中的角色名被修改，例如木之本樱变成“Sakura Avalon”，大道寺知世变成“Madison Taylor”，桃矢变成“Tori”，月城雪兔变成“Julian Star”；而在美国，少女卡通片曾被认为是“娘娘腔”，在播出和发行上面临很大的困境，出于营销上的考虑，片方在译制时进行了调整，淡化了恋爱情节而强调了动作场景。美国版将知世描绘成一个痴迷于视频（而不是小樱）的人，她将小樱的冒险仅仅视为视频素材；考虑到现实中教师性骚扰的负面影响，小樱的母亲从高中开始和她的老师交往的情节被隐去；小可也从可爱的同伴变成了爱吓唬人的帮手。片中一切关于同性恋的情节均被删除。作品的可爱程度大大降低，原版中占主导地位的恋爱情节和少女们的人际关系也消失殆尽，与日本原版几乎没有相似之处，相比于翻译更接近于改编。

Cardcaptors共39集，片方每集花费了约10万美元用于将新的音乐、剧本和对白音轨整合在一起。节目的目标群体是年轻的男孩子，甚至拿掉了片名中的女主角名字，改成更中性的片名以避免流失核心的男性儿童观众。播出首月，2至11岁儿童的总体收视率很高，男孩和女孩都收看了该节目。第二季播出时，该片在电视网的收视率排名第6。但该片的播出安排显得混乱，2001年，该片短暂登陆Toonami，同年晚些时候又短暂退出华纳动画天地，几周后又返回节目单。考虑到有关Cardcaptors的争议，片方也引进了两个版本的家用影像制品，一个是播出版，另一个是《魔卡少女樱》原版。

2000年至2007年间，Geneon Entertainment（原Pioneer Entertainment）获次一级授权发行该片的DVD和家用录像带（仅字幕版）。当地时间2014年4月30日，NIS America宣布代理该片并宣布于同年8月5日在北美发行蓝光碟高级版和DVD标准版。NIS America发行的该片的英语配音为Animax Asia的版本，由Animax Asia公司在中国香港录制。

美国东部夏令时时间2014年8月12日21:00，该片的（英语）配音版与字幕版均上线crunchyroll。2020年5月5日，该片上线Funimation。2020年6月1日，该片上线Netflix，地区为美国和加拿大。

在韩国，该片名为《카드캡터첼리》（CARDCAPTOR CHERRY）。SBS于1999年首播该作品，收视率曾达37%，片头曲使用《캐치 유 캐치 미》（Catch you, Catch me），是韩国作曲家方勇锡亲自创作的歌曲。Tooniverse也播出该片，并于2018年4月4日播出重新译制配音版。作品于2022年4月1日在wavve上线配音版全集，并每周更新字幕版剧集。

在澳大利亚，Madman Entertainment拥有未删减版《魔卡少女樱》和英语配音版Cardcaptors的授权。该片曾在Cartoon Network播出。流媒体平台AnimeLab上线该片英语字幕版。

在意大利，该片由两部分组成，分别为Pesca la tua carta Sakura（第1季）和Sakura, la partita non è finita（第2季）。2001年，因剧情中出现同性恋主题，该片第2季在Italia 1频道突然停播。尽管该片于2006年夏季重播，但其最后一集并未在电视播出。2019年7月1日，该片上线Netflix，为意大利语配音。

在英国，ITV Hub于2022年11月上线该片的英语配音版本。在ITVX平台推出后，该片也在ITVX上线。2023年2月20日，Anime Limited发行该片前半部分的蓝光碟版，收录前35集。

截至2020年5月，该片已通过Netflix在以下地区上线：

《电视动画片〈魔卡少女樱〉作画监督修正集》《电视动画片〈魔卡少女樱〉设定资料集》《电视动画片〈魔卡少女樱〉角色设定资料集（原寸版）》于2013年年底的Comic Market85上贩售，2014年1月11日起在Animestyle在线商店贩售。2014年12月28日起在Comic Market87上再次贩售。