自1967年開始播出的節目《漫畫之國》奠定了東京電視台在動畫領域的原點。1980年代前期，東京電視台播出的《足球小將翼》、《勝利女排》等體育題材的動畫節目取得高收視率。其中《足球小將翼》最初收視率只有5-6%，但之後上升到接近20%，也是足球開始在日本成為主流運動的契機，並在世界多國均掀起旋風。受到《足球小將翼》的成功刺激，東京電視台在1984年10月確立了強化動畫節目的方針，提高了動畫節目在台內的地位。東京電視台還利用擅長經濟節目這一優勢，在1987年製作了《漫畫日本經濟入門》這一另類題材的動畫片。 1990年代中後期，東京電視台再次迎來一個動畫節目高峰，《新世紀福音戰士》和《神奇寶貝》是這一時期最具代表性的兩大作品。《新世紀福音戰士》開播於1995年，是在日本引發社會現象級的作品，不僅成功銷往多家非TXN成員電視台播出，衍生的劇場版電影和遊戲亦創出大熱紀錄。1997年開始播出的《神奇寶貝》則主要在兒童觀眾中間獲得歡迎，在第一集就獲得超過10%的收視率，動畫本篇和劇場版電影均外銷至多國播出。1997年11月，《神奇寶貝》創出18.6%的收視率記錄。播出於1995年至1997年的《秀逗魔導士》是輕小說改編動畫的先驅。 21世紀之初，《遊戲王》、《網球王子》、《火影忍者》等作品成為東京電視台新的標誌性動畫。《遊戲王》在美國亦取得很大反響，成為繼《神奇寶貝》後東京電視台又一在海外取得成功的動畫節目。《網球王子》在晚間黃金時段播出，共播出178集，還製作了劇場版。2002年開始播出的《火影忍者》同樣在海外取得極大反響，在世界超過80個國家播出。除了少年向作品外，東京電視台在2000年代後亦繼續製作面向低齡兒童的動畫，如《Keroro軍曹》、《元氣媽媽》等作品。2009年4月，東京電視台設立了動畫局，對各種動畫相關業務進行統一管理。在海外取得成功的動畫節目亦令著作權收入成為東京電視台一大重要收入源。2018年度，東京電視台的動畫著作權海外收入超過137億日元，佔動畫部門總收入的三分之二以上。 東京電視台亦播出日本國外的動畫作品，其中最為成功的是1990年播出的芬蘭動畫《嚕嚕米》，在黃金時段獲得過7.4%的平均收視率。
