東京ムービー新社の制作により、毎週月曜日の19時から19時30分の時間帯に日本テレビ系で放送。間にエイケン制作の『ガラスの仮面』をはさむ形で第1期が1983年7月11日から1984年3月26日まで、第2期が1984年10月8日から1985年7月8日まで放送された。第2期については、トムスの公式サイトなどで第1期との区別のため、タイトルのあとに"2nd season"や（続）と表記されることもある。第1期の杏里が歌う主題歌「CAT'S EYE」はオリコンシングルチャート1位、サウンドトラック『キャッツ・アイ』（28K-57）はオリコンLPチャートで5位[7]を獲得するなど大ヒットしたものの、番組自体の平均視聴率は13%から14%と、当時のゴールデンタイムのアニメとしては凡庸な数字だった。読売広告社は期待していた数字より高くなかったとしている。しかし現在でも、各地方局、キッズステーションやファミリー劇場のCS放送などで頻繁に再放送されている。また、日本国外でも多くの国で放送され、現在まで人気の高い作品である。

1988年3月から同年9月にかけて、日本テレビ系列で放送された。全24話。

1987年4月6日から1988年3月7日まで、毎週月曜日19:30 - 20:00で日本テレビおよびその系列局にて放送された。
エピソードのほとんどが原作同様、一話完結型のストーリー構成である。各ストーリーは原作をなぞっている回が多いが、個々のエピソードを大きくアレンジしたもの、二つのエピソードを組み合わせた回もある。アニメと原作で、大筋にはあまり影響しないが異なった設定がいくつかある。