セガより2010年9月30日に発売されたプレイステーション・ポータブル(PSP)用音楽ゲーム。
かきふらいの漫画およびアニメ「けいおん!」を題材にした音楽ゲーム(リズムアクション)。「Cagayake!GIRLS」「Don’t say ”lazy”」「ふわふわ時間」などアニメ第1期の楽曲を19曲収録している(アニメ第2期の楽曲は未収録)。
なお、スタッフは「初音ミク -Project DIVA-」とほぼ共通している。
2012年6月21日には、PSPリマスターシリーズとして、グラフィックスをHD化したプレイステーション3用ソフト「けいおん! 放課後ライブ!! HD Ver.」が発売。
けいおん!放課後ライブ!! 特典 メンバー別きせかえステッカー付き - PSP
けいおん! 放課後ライブ! ! HD Ver.(ICカードステッカーセット 同梱) - PS3