原作のゲーム化作品であるゆえ、その舞台はある程度原作に準じている。鉄道駅・商店街・ショッピングモールなどといった市民の生活を支える施設がほぼ全て揃っている、ごくありふれた地方都市といった趣の町並みである。兄妹たちが別々の家庭に引き取られて暮らしているという点もまた原作と同じである。しかし、このゲーム版においては兄妹たちは同じ市内に住んでいるという設定であり、それに加え、その殆どが同じ学区内にある「白並木学園」（しろなみきがくえん）と「若草学院」（わかくさがくいん）という小・中・高一貫制の2つの学園のうちのいずれかに通っている。はっきり言ってしまえば、離れ離れでもなんでもないのである。鞠絵のみが遥か県外の療養所で暮らし、千影のみが遠く離れた学校に通っているという設定になっている。
セッサカー リネーム ソテー トラック きょうお チップ ゴブラン サンファ デリバリー プレー スパンキ ラシン カーレース シリコンウ リテーラー フォワ フラン アデニ ジャケット コスミド クロロ いいだこ ニポポ あしべつ ファゴット トニア ソックス スンニ ロジカル ほうゆう むろね ヒッピー バックホ リラックス せれべす かばん ライ麦 ツアー わらぐつ チャクラ カード キミと僕 ハーフマラ ももいろ コータロウ スンダ 恋模様 ターボ カゼイン メルシ
アニメ第1作目の兄 - 海神 航（みなかみ わたる）
一人っ子として育ち、かつ受験一筋の生活をしてきた秀才。高校1年。中学時代に通っていた一流進学塾「ビクトリー塾」ではトップの座を欲しいままにしていたが、受験当日にマークシートの回答をずらして書いたがために志望校の「美駆鳥居高校」（ビクトリーこうこう）に不合格。さらには、屋敷で自分の親代わりを務めていた執事のじいやから海神家を離れるという旨を伝えられた。そこへ突如現れた黒服の男2人から、小・中・高一貫制の学園「星見が丘西学園」（ほしみがおかにしがくえん）への推薦入学が決まっていることを告げられるとそのまま彼らに強制連行された。突如非日常の世界へと巻き込まれた航は、2人の乗船客とともにその学園がある島「プロミスト・アイランド」へと渡ったが、たどり着いた先で自分の妹を名乗る13人の少女たちと出会い、彼女たちとの共同生活を余儀なくさせられることになった。突然自分の前に現れた妹たちとの共同生活に息苦しさを感じていた航は、当初は島から逃げ出すことばかりを考えていたり、戻ってからも妹たちに支えられてばかりで兄としての役割は殆ど果たせていなかった。一流進学塾のトップだっただけあって勉強はできるが、運動が大の苦手。その上、カナヅチである。極度のアガリ症でもあり、さらには妹の可憐を泣かせるなどそのヘタレぶりは枚挙に暇がないが、一年間の様々な出来事の中で成長を遂げ、立派に兄としての役割を果たしていくようになる。星見が丘西学園では可憐・眞美・山田と同じクラス。妹たちとどう接したらいいか分からないためか、彼女たちを「 - ちゃん」づけで呼んでいる。第1話では白ランを着込んでおり、真ん中分けに伊達眼鏡というまさにガリ勉そのものを体現した容姿をしていたが、島のショッピング街で出会った妹の咲耶にコーディネイトされてからは、「他に着るものもないから」という理由でその服装に甘んじている。後に、親友の燦緒からマークシートの答えがずれていたことについては学校側のミスだったと伝えられるが、真相は不明である。
住んでいる場所
東京出身。進学塾もあり自動車も走っている普通の町並み・世界観の中で暮らしていたが、そこからプロミスト・アイランドという非日常の世界へと連れて行かれる。そこはリゾート開発とテーマパーク開発が進められていた島で、一つの町として機能してはいるが、現代日本の世俗からは完全に隔絶している。自動車など一台も走っていない。遊覧設備として敷設された汽車が島での主な移動手段。携帯電話やノートパソコンといった電子機器もあまり普及していないようで、鈴凛お手製のものを皆が使用している。テレビやガス器具等は存在している。兄妹たちの共同生活がメインテーマのこの作品では鞠絵の療養所等の設定はなく、全員がともに暮らす。
アニメ第2作目の兄
ここで言うアニメ第2作目の兄とは、『リピュア』ストーリーズパートの方に登場する兄のことである。前作の主人公・海神航とは外観を除き全く異なる存在。詳細はシスター・プリンセス RePure#登場人物を参照。なお、同じ『リピュア』内のアニメでもキャラクターズパートの方は原作をそのままアニメ化したものなので、キャラクターズパート各話に登場する兄については上記の「原作版の兄」を参照されたい。
住んでいる場所
舞台は海沿いに面した港町。町の中心地は全面板張り・レンガ張りで、自動車は一台も走っておらず、公共交通機関も路面電車だけ。のんびりとしたイタリアあたりの様相で現代日本らしさを全く感じない町並みだが、一応「翼多市（つばたし）」という名がついている。同じ市内でありながら兄妹たちが別々に暮らしているという設定はゲーム版に近い。兄妹たちの通う学園もゲーム版と同様、白並木学園・若草学院という名前がついている。前作のアニメとは関連性のない話のはずだが、前作で登場したサブキャラクターたちがなぜかこの町の店でアルバイトしていたりもする。
サブキャラクター
原作・ゲーム版・アニメ版共通
ミカエル
鞠絵が飼う大型犬（ゴールデン・レトリーバー）。飼い主の感情を察した行動が取ることができ、様々な場で活躍する名犬。
メカ鈴凛（めかりんりん）
声 - 神崎ちろ（鈴凛と同じ）
鈴凛そっくりに作られた人型ロボットで、鈴凛が生み出した発明品の中でも最高傑作を誇る。鈴凛以外の人間が触れると、顔を赤くしてショートすることも。留学の夢が叶い日本を離れて暮らすことになっても、兄には自分のことをずっと忘れないでいてほしいという想いから懸命に作った。アニメ版ではこの他に、プロトロボと呼ばれる巨大なメカ鈴凛も登場する。鈴凛のことを「マスター」と呼んでおり、兄のことを「アニキ様」と様づけで呼んでいる。ゲーム第2作目では登場しなかったが、同作品の補完版的位置付けの作品『Sister Princess 2 プレミアムファンディスク』において再登場した。
ジジ
鈴凛の祖父（故人）で、街では有名な発明家だった。鈴凛のことは「リン」と呼んでいた。自分の研究所を持ち、鈴凛がよく遊びに来ていた。
じいや
ゲーム版の声 - 加藤優子、リピュア版の声 - 笹島かほる
亞里亞御付きのメイドで、教育係も兼任するが、時には亞里亞から口煩く思われているようである。本名不明。20代のうら若き女性であるが、亞里亞からはなぜか「じいや」と呼ばれる。亞里亞が屋敷で働く者はすべて「じいや」であると思い込んでいるからである。兄のことをゲーム第1作目では「兄上様」と呼んでいるが、ゲーム第2作目やその他のメディアでは亞里亞からの影響か「兄やさま」と呼んでいる。
ゲーム版オリジナル
竜崎（りゅうざき）
声 - 菊地祥子
白並木学園チアリーディング部の部長を務める女生徒で、花穂の先輩。高等部の生徒であると思われるが、詳細は不明。チアに関しては非常に厳格だが情には弱く、困っている人は見捨てられないタイプ。兄のことは「お兄さん」と呼んでおり、兄からは「竜崎さん」と呼ばれている。『Sister Princess 2』には登場しなかったが、『Sister Princess 2 プレミアムファンディスク』では再び登場した。
ココちゃん
雛子が大切にしている人形。『Sister Princess 2』では兄と雛子がココちゃんの洋服の材料を買いに行くイベントも存在する。
看護婦（かんごふ）
鞠絵が暮らす診療所に勤める看護婦。ミカエルほどではないが、鞠絵の登場する場面では結構な頻度で登場する。
千影の父（ちかげのちち）
声 - 滝晃一
ゲーム第1作目に登場する人物で、魔界に君臨する王。このことから、同作品では千影は本当に魔界の住人ということになっている。兄は「不合格」になったものの、千影が説得して認めてもらった。
村沢 たか美（むらさわ たかみ）
兄と同じクラスの男子生徒で、ゲーム第1作目に登場した「悪い虫A」。兄のために白雪が精魂込めて作った弁当を勝手に食べてしまう。他にも可憐（もしくは咲耶）が教室に来たことを知らせたり、兄が衛と一緒にいる時に兄のテストが赤点だったことを知らせに来たりと、細かいところでも登場しているようである。名前は一般公募で決められたものである。
山本 五衡（読み不明）
佑規とコンビを組んで咲耶に告白した男子生徒で、ゲーム第1作目に登場した「悪い虫B」。上記のたか美と同じく、名前が一般公募で決められたキャラクターの1人である。
石川 佑規（いしかわ ゆうき）
五衡とコンビを組んで咲耶に告白した男子生徒で、ゲーム第1作目に登場した「悪い虫C」。上記のたか美や五衡と同じく、名前が一般公募で決められたキャラクターの1人である。
佐々木さん（ささきさん）
兄と同じクラスの女子生徒で、ゲーム第1作目に登場。シスコンで有名な主人公に好奇心を持つ。
クマポン
声 - 鈴凛と同じ
『Sister Princess 2』に登場する、鈴凛の作ったロボ。兄が大好き。音声は鈴凛が入力しているものと思われる。
柿ノ本さん（かきのもとさん）
声 - 野川さくら
『Sister Princess 2』に登場する少女。なにかと春歌を目の敵にし、お稽古事対決で挑んでくる。
じいやの妹（じいやのいもうと）
『Sister Princess 2』に登場するじいやの双子の妹。見た目は姉と瓜二つだが、性格は姉より少し厳しい。主人公からは「妹さん」と呼ばれている。
アニメ版オリジナル
海神 航（みなかみ わたる）
声 - 野島健児（幼少期 - 豊島奈緒）（日）、ブレーデン・ハント（英）
アニメ第1作目における兄であり、主人公。詳細は前項参照。
山田 太郎（やまだ たろう）
声 - 山口勝平
一人称は"ボキ"。プロミスト・アイランド行きの船で航が同席した乗船客の1人で、会うなり航の親友を自称するお調子者。島にある学園・星見が丘西学園で航と同級生になる。航の妹たちに一目惚れしてからは、呼ばれもしないのに事あるごとに航たちの屋敷に押しかけ、熱烈なアプローチを掛ける。しかし、妹たちからは単に使いっ走り程度にしか思われていない。島のケーブルテレビで放送中のロボットアニメ『機甲戦記ガルバン』に夢中になっており、以後はそのパチモンである『機甲戦線ガソバル』のグッズ収集にも夢中になっている様子。アニメ第2作目『リピュア』の第9話でもおもちゃ屋の店員役でゲスト出演しているが、眞深のように担当声優まで同じではなく、また、役名も与えられていない。非常に見つけにくいが、四葉がおもちゃの家のようなものから飛び出した直後に0.3秒ほど顔が出る（オンエア版では歩いているのみだが、VHS版・DVD版では驚く動作が追加された）。
眞深（まみ） = 山神眞深美（やまがみ まみみ）
声 - 氷上恭子
航や山田らと共にプロミスト・アイランドに渡った乗船客の1人。兄・燦緒からの指示で航の素行調査をしていたが、成り行きで「13人目の妹」として航たちと共に暮らすことになった。また、島内唯一の学園・星見が丘西学園でも航や可憐と同じクラスになった。このことについて、彼女が可憐のように飛び級をしているという旨の説明が作中ではされていなかったことから、妹たちの中では最年長で航とは同い年であると思われる。優柔不断な航を叱り飛ばし、一家を支えるしっかり者。航のことを"あんちゃん"と呼んでいる。最初は任務を早く終わらせて東京に帰りたいと考えていたが、航や他の妹たちと共に島での生活を経て、次第にその気持ちは揺らいでいく。終盤では燦緒と共に一度東京へ帰ったが、最終話では髪形を変え、本名である「眞深美」を名乗って航たちのクラスへ転入してきた。レトルトカレーが大好き。山田と同じく、アニメ第2作目『リピュア』の第9話でもベーカリーショップの店員役でゲスト出演している。この作品内ではアニメ第1作目を意識してか「あの人」という名でクレジットされており、山田と違って一応の役名が与えられている。
山神 燦緒（やまがみ あきお）
声 - 置鮎龍太郎
航が中学三年の三学期のときに航の通っていた中学校に転入してきた航の親友で、自身も航と同じ進学塾であるビクトリー塾に通っていた。航が毎週、冒頭や末尾で「燦緒へ…」と語っている「燦緒」というのはこの人物のことである。共に目指していた名門高校・美駆鳥居高校に航だけが不合格となってプロミスト・アイランドに送られたことを不服に思い、妹の眞深を使って彼が東京に戻りたくなるよう裏工作をさせていた。また、自身も「あいこ」という偽名を使って、航とメールのやりとりをしていたが結果は失敗。終盤では彼自身もプロミスト・アイランドへ赴くが、結局航を呼び戻すことはできなかった。そして最終話では心を入れ替え、「本当にかっこいいことの真実」を探すべく航たちの所属する星見が丘西学園へ転入した。
皆井（みない）
声 - 伊崎寿克
中学時代、航と同じ進学塾であるビクトリー塾でナンバー2（トップは航）だった受講生。白ラン・真ん中分け・伊達眼鏡と第1話の航とほぼ同じ格好をしているが、航に比べて目つきや姿勢が悪く、冷たい性格をしている。航は不合格になったが、彼は燦緒と共に東京の名門高校である美駆鳥居高校へと進学した。
じいや
声 - 土屋利秀（現・土屋トシヒデ）
海神家に仕えていた執事。航の中学卒業を機に海神家から去ったものと思われていたが、プロミスト・アイランドでも島の住民になりすまし、陰に日向にと航のことを見守る。アニメ第1作目のみに登場するオリジナルキャラクターで、前述のじいやとは似ても似つかない存在。神出鬼没にどこにでも現れ、様々な変装姿を見せる。
女の子
声 - 野川さくら
航の意識下や曖昧な記憶の中で時々登場する小さな女の子。なんでも航が幼い時にある約束を交わした相手であるらしいが、詳細は不明。黄色のワンピースと帽子を身に着けている。
マック大和（マックやまと）
声 - 宇宙人（現・小林和矢）
作中作アニメ『機甲戦記ガルバン』に登場する熱血系主人公。その割りによく愚痴をこぼす。名前である「大和」の部分を「やまわ」と読み間違えられるのが悩み。
ミッチィ
『機甲戦記ガルバン』のヒロイン。大和の発言に対してのツッコミ役を主に担当する。
ガルバン
「機甲戦記ガルバン」に登場するロボット。操縦者は前述のマック大和。ガルバンという作品は航も小さい頃によく観ていた番組で、プラモデルも作っていたという。
ボブ・スタンバックス
声 - 菊地仁
泳げない山田が通信販売で購入した水泳レッスンビデオの中で登場するコーチ。金髪・色黒のナイスガイ。本編を見るあたり、レッスン1の内容は水に顔を付け、上げるの繰り返しだそうだ。
兄
声 - 三浦祥朗
アニメ第2作目『リピュア』における兄。詳細は前項参照。
キャラクターコレクション・オリジナル
ゆかりちゃん
（可憐のキャラクターコレクションより）
可憐と同じピアノ教室に通う。ピアノ教室では一番の仲良し。
綾小路君
（可憐のキャラクターコレクションより）
可憐と同じピアノ教室に通っている男の子。3歳の時からピアノを始めていて、今やラフマニノフも弾けるのだとか。可憐に想いを寄せているが、その想いを彼女に告白した際に触れてはいけない部分に触れて平手打ちを食らった不幸な少年。
さやかちゃん
（可憐のキャラクターコレクションより）
可憐のクラスメイト。高校生の兄がいるが、可憐が兄を思っているのとは対照的に彼女は兄のことは全然好きではない。B組の蓮見くんが好き。なお、『Sincerely Yours』の春歌の回にも同名の人物が春歌の友人として登場するが、全くの別人である。
カズくん
（白雪のキャラクターコレクションより）
白雪のことが好きな保育園の男の子。
小森さん
（鈴凛のキャラクターコレクションより）
鈴凛のクラスメイト。鈴凛のクラスの中では一番大人しい。
本誌連載
大別して第1期から第4期までに分けられる。途中、単行本として発売された『キャラクターコレクション』全12巻は書き下ろし作であり、厳密には本誌連載ではないが、発売時期から第2期に含めて呼ばれることが多い。
第1期（1999年3月号 - 2000年2月号）
電撃G'sマガジン1999年3月号で連載開始。前号までに予告などは全く掲載されず、非常に突発的なスタートであった。この時点で登場した妹は可憐・花穂・衛・咲耶・雛子・鞠絵・白雪・鈴凛・千影の9人。特に白雪は髪型が違っていたり二人称が「あに兄」であるなど設定がかなり異なるが、4月号からは現在の二人称と髪型に修正された。
当初は隔月連載の予定でスタートしたが、余りにも読者の反響が大きかったため、急遽毎月連載に変更されて読者参加ゲームが展開された（SDキャラクター担当作画・霧賀ユキ）。その内容は、相手となる妹を1人選んでメール交換やお泊まり・料理・テニスなどをするというものであった。
この時点では、妹にはそれぞれ兄がいる「一対一の関係」が前提とされており、妹同士の横の繋がりは家族関係でなく交友関係と見られていた。妹たちの共通項は、どの妹も家庭の事情で兄とは離れて暮らしており、「お兄ちゃんの日」に限り兄と会えるという設定である。
第2期（2000年3月号 - 2001年4月号）
電撃G'sマガジン連載の読者参加企画としては過去最高の人気に支えられて、2000年3月号より画 - 天広直人・文 - 公野櫻子のイラストストーリーが連載開始されると共に、それぞれドイツ・イギリス・フランスからやって来た新しい妹である春歌・四葉・亞里亞の3人が、従来までの9人に追加される形で登場した。また、それとともに同作品のゲーム化が決定したが、発表されたゲームの内容が「兄1人（プレイヤー）に対して妹12人」というおおよそ常識とかけ離れた内容だったため、各方面で物議を醸すことになった。この章は、後に単行本『オリジナルストーリーズ』として刊行された。
一方、本誌連載のイラストストーリーと並行して、全12巻の書き下ろし単行本『キャラクターコレクション』と事実上の第1期総集編である『オフィシャルキャラクターズブック』が刊行された。キャラクターコレクションでは、1巻冒頭から可憐が同級生の綾小路君に兄とは結婚出来ないことを指摘されて半泣きで平手打ちを食らわせるなど、めくるめく衝撃的な展開が読者を捉えて放さなかった。なお、第8巻『鈴凛』に「2人兄妹」であることを明示（ = 「兄1人に対して妹12人」を否定）する記述が見られることは、このシリーズがゲームの製作と並行して執筆されたことと合わせて考えると非常に興味深い。
第3期（2001年5月号 - 2002年4月号）
2001年3月8日のゲーム第1作目の発売と4月4日のアニメ第1作目の放送開始に前後して、同年5月号よりイラストストーリーの新章が開始された。ゲーム版のストーリーの延長線上で描かれたこの新章には、原作では初となる「兄1人に対して妹12人」の設定が持ち込まれた。また、妹同士が互いを呼び合う時は全て「 - ちゃん」付けであることが明らかになった。この章は、後に単行本『ポケットストーリーズ』全4巻として刊行された。
しかし、アニメの方は製作段階から迷走。放送開始直前に『電撃Animation Magazine』が休刊に見舞われる不吉なスタートを切った上、ストーリーの強引さや作画レベルの不安定さなどに視聴者からの批判が続出。監督が途中で交代するなどドタバタぶりが目立ち、さらには第12話で航がウニを踏んづけて溺れる場面から「ウニメ」なる蔑称を命名されるという始末であった[要出典]。終盤は意外と綺麗にまとめられていたとはいえ、商業的には期待されたほどの成果を挙げられなかったようである。
第4期（2002年5月号 - 2003年8月号）
アニメ化が多くの課題を残す結果となった反省からか、2002年4月号からのイラストストーリーの新章は再び一対一の関係へ戻り、「お兄ちゃんへの手紙」をテーマに連載を開始。この章は、後に単行本『Sincerely Yours』として刊行された。
前年のアニメ化に否定的な評価を下すファンからは、原作のストーリーをアニメ化するよう求める声が多かったことを受けて、2002年夏に再度のアニメ化が決定。その一方で、翌年春にゲーム第2作目が発売されるという事情も重なったため、折衷案的にAパートにてゲーム版のテーマ「兄1人に対して妹12人」を持ち込んだ作品を放送し、Bパートにて原作書き下ろし単行本『キャラクターコレクション』内のエピソードをアニメ化した作品を放送するという手法が採られた。こうして同年10月から始まったアニメ『シスター・プリンセス 〜リピュア〜』は好評の内に放送を終了。2003年3月にはゲーム第2作目『Sister Princess 2』が発売され、本誌の連載は2003年8月号を以て終了した。