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媒體評論
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Anime News Network的評論家凱碧·艾根斯（Gabriella Ekens）指麻枝在角色塑造和刺激製造上很有才華——《夏洛特》劇中每一集都會有一些令人激動的情節，「劇情有創意、具娛樂性，且品質出奇地高」；劇中的搞笑元素「有點蠢，但比《可塑性記憶》好笑」[90]，同時也對音樂作出了讚賞[22]。但她也認為故事到了第6集開始出現難以理解的轉折，而第13集的情節被過分壓縮、導致整部動畫節奏不平衡，整體而言較為破碎，彷彿就像《未聞花名》突然跳轉到《DARKER THAN BLACK》般。她又指妹妹的死和重生跟劇情毫無關係，而關鍵的時空跨越跟主角們打棒球的情節被分配了一樣多的時間是「相當奇怪」。她認為《夏洛特》「作為娛樂來看是成功的，但作為藝術則是失敗的。」然而總結來說，她亦表示「我在看的時候從沒一刻感到沉悶。實際上，我並不討厭這部動畫；它對我造成了頗深遠的影響。」[22]
《深圳之窗》評論認為《夏洛特》在第9集之前令人失望，甚至「產生了麻枝准江郎才盡的錯覺」；但時空跨越使動畫的深度擴展到了之前的「十倍之多」，回憶中展示的內容不多使觀眾需要推測前因後果，「相當於用了幾分鐘的時間就讓我們腦內展開了至少20分鐘的劇情。」不過評論指這個轉折點在第9集才出現，「令許多人因沒有足夠的話題點而看了兩集就棄番。」[91]
《每日新聞》旗下門戶網站「Mantanweb」指故事聚焦於解難和具創意的特異角色上，使得《夏洛特》的受眾層次得以由死忠動畫迷擴闊到普通的觀眾[92]。同報的專欄作家小新井涼表認為《夏洛特》能夠吸引觀眾的原因是有宇在該集中令人驚奇、反傳統的個性，與他在後來使用特殊能力過上的壯麗經歷反差極大[93]。
作家中澤星兒評論稱《夏洛特》雖然有一些如友利奈緒般的美少女，又帶有特殊能力等許多中二病的情節設定，但細看之下就會明白它「並非一般的賣萌的動畫，而是一部人生話劇；它想帶出的最大意義是『成長』。」他認為在社會上「因不能追趕節奏而感到疲累的大人們，對這部動畫應該會有不少同感。」他也讚揚了P.A. Works的作畫「穩定且如常的高品質，是其他動畫製作公司追不上的。」對於有意見指故事內的爛笑話「太冷」，他認為這些只是過場戲，對作品而言並非一個大問題。[21]
網路評價
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10
20
30
40
50
60
70
80
8/1-7[94]
8/8-14[95]
8/17-23[96]
8/24-30[96]
8/31-9/6[23]
9/7-13[97]
9/14-20[98]
9/21-27[99]
《夏洛特》在「Twitter走勢視覺化技術」統計下獲得的平均分（按週計算，2015年）[23][97][100]
Niconico動畫官方舉行的滿意度調查顯示，觀眾對《夏洛特》前10話的滿意度達到了94.1%，若計算「還不錯」的評分在內則滿意度高達98.2%[101]，但因第11集的劇情轉折太突然而一度令滿意度跌至64.2%[102]。有評論指該集「突然發生了劇情暴走，各路角色智商下限」[103]，更有網友在該集播出後惡搞每集的標題，對劇情進行吐槽[104]。
由「YusaAni」（ゆさアニ）網站舉行，日本網友評選的2015年7月動畫角色人氣榜上，本作中的女主角友利奈緒在女性角色中獲得了最高的人氣[105]；而本作的片頭曲《Bravely You》亦於歌曲投票中獲最高票數奪冠，而片尾曲《燃燒未落的羽翼》（灼け落ちない翼）也在榜上得到第九名的成績[26]。
由「Anime Trending」網站舉行，由歐美網友評選的2015年7月動畫排行榜中，本作獲得了第一的位置[106]，而在全年排行榜中則排名第十位[107]。
「Anime! Anime!」（アニメ！アニメ！）網站於8月上旬進行的讀者調查顯示，《夏洛特》是七月啟播動畫作品當中最多人選擇繼續收看的一作，分析指原因包括第6集播出後在網路上獲得不少迴響、以及Key的品牌效應[24]。同站於10月對讀者進行的調查指出《夏洛特》為七月啟播動畫作品中最佳的作品[25]。
在《夏洛特》第5集播出後，角川ASCII綜合研究所（角川アスキー総合研究所）發佈的「Twitter走勢視覺化技術」每週分析Twitter上網友發佈的推文，並統計出該週最有影響力的動畫。在八月第一週，《夏洛特》的平均分為49.63，第6集播出後升至56.08分[94]，至第7集播出後的65.07分使《夏洛特》獲得了該週第2名[95]。在故事踏入後半段，分數於八月尾微升至66.81[96]，並在九月第一週獲73.27分，首次成為排行榜冠軍[23]。隨著故事發展漸趨穩定，九月第二週的分數下降至65.07[97]，再於次週降至62.01分，但依然保持第3名的位置，位列《學園孤島》和《偶像大師 灰姑娘女孩》（第二季）之後[98]。在結局播出後，《夏洛特》的分數最終回升至71.95分，獲得第2名[99]。
銷量
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《夏洛特》第一卷的BD版本在發賣首週售出6,287張，獲得了當週Oricon公信榜藍光影碟動畫榜冠軍[108][109]；第二至三卷的首週銷量均有下跌，分別名列同榜第6和第9名[110][111]。音樂方面，片頭曲《Bravely You》和片尾曲《燃燒未落的羽翼》合併推出的CD在首週售出23,595張，獲得了Oricon單曲週榜第4名[112]。劇中美咲所屬組合「How-Low-Hello」推出的雙A面單曲《直到樂園前／發熱日子》在首週售出了9,295張，名列Oricon單曲週榜第9名[113]；同月推出的專輯《Smells Like Tea,Espresso》在首週售出了9,559張，名列Oricon專輯週榜第12名[114]。後搖滾樂團「ZHIEND」的單曲《Trigger》在首週售出了13,949張，名列Oricon單曲週榜第11名[115]，同時在Billboard Japan「Hot Animation Charts」排行榜上獲得週榜冠軍[116][117]；專輯《Echo》首週售出10,328張，名列Oricon專輯週榜第4[118]。《夏洛特》的原聲帶首週售出6,599張，在Oricon專輯週榜上排名第9[119]。