动画《潜行吧！奈亚子W》根据
逢空万太创作的轻小说《
潜行吧！奈亚子》改编，是TV动画《潜行吧！奈亚子》的第2期作品。动画第2期制作决定的消息于2012年9月28日正式公布，同年12月16日确定标题为《潜行吧！奈亚子W》，沿用第1期的制作人员，于2013年4月7日开始放送，共12话，此外还有作为BD/DVD全卷购入特典的原创OVA动画《告别W/让这温泉充满恋爱的混沌》（日文原名为《Wにさよなら/この温泉に恋の浑沌を》）。
高中生少年八坂真寻的面前突然出现了一位银发碧眼的美少女，她自称是克苏鲁神话中登场的邪神·奈亚拉托提普，并且是宇宙人。从那以后，以奈亚子和真寻为中心的邪神（宇宙人）和地球人所引起的尽是麻烦的每一天开始了。