Nagisa Akatsuki ist die jüngere Schwester von Kojou Akatsuki und eine Schülerin der Mittelschule der Saikai-Akademie, wo sie in derselben Klasse ist wie Yukina Himeragi und Kanon Kanase. Sie hat eine fröhliche und aufgeschlossene Persönlichkeit, ist gesprächig und herzlich zu Menschen, die sie mag, und ist bekannt als ausgezeichnete Köchin, die häufig Mahlzeiten für ihre Familie zubereitet. Trotz ihres fröhlichen Wesens trägt Nagisa ein tiefes Trauma von einem Vorfall vier Jahre zuvor, als sie bei einem von Dämonen verursachten Zugunglück fast getötet wurde. Dieses Ereignis hinterließ bei ihr eine anhaltende Angst vor Dämonen und übernatürlichen Wesen, ein Zustand, der während eines Großteils der Geschichte anhält. Ihr Trauma wurde dadurch verstärkt, dass sie von einer bösartigen Entität namens Root besessen wurde, einem dunklen Bewusstsein, das sich später in ihr manifestierte.

Nagisas Hintergrund ist geprägt von ihrer einzigartigen Abstammung. Sie wurde von ihrer Großmutter als Miko, also Geistermedium, ausgebildet, und sie erbte auch das Blut eines Hyperadapters von ihrer Mutter, was sie zu einer äußerst seltenen Hybride macht. Zu ihren natürlichen Fähigkeiten gehört Psychometrie, die Kraft, Erinnerungen und Informationen von Gegenständen oder Orten zu erfühlen, was sie bei Universitäten und Institutionen begehrt machte, um antike Ruinen zu lokalisieren und alte Inschriften zu entziffern. Allerdings verlor sie diese Kräfte aufgrund des Traumas, das sie erlitten hatte.

Ihre Motivationen sind hauptsächlich in ihren starken Bindungen zu ihrer Familie und ihren Freunden verwurzelt. Sie beschützt ihren Bruder Kojou sehr, obwohl sie lange Zeit nicht weiß, dass er der Vierte Urahn, ein mächtiger Vampir, geworden ist. Ihre Rolle in der Geschichte entwickelt sich von einem normalen Schulmädchen zu einer zentralen Figur, als die Entität Root in ihrem Körper erwacht und andere Kaleidbluts jagt. Nagisas Bewusstsein wird unterdrückt, während Root ihre Gestalt nutzt, um Gräueltaten zu begehen, aber letztendlich kämpft sie mit Hilfe von Avrora und Kojou zurück. In einem kritischen Moment gelingt es ihr, Avroras Seele in sich selbst zu übertragen, kurz bevor Root zerstört wird, wodurch sie Avrora rettet und das Bewusstsein des zwölften Kaleidbluts in sich wohnen lässt.

Von diesem Zeitpunkt an trägt Nagisa Avroras Bewusstsein in sich und erlangt die Fähigkeit, den zwölften Vertrauten, Alrescha Glacies, zu beschwören, der die Temperatur unter den absoluten Nullpunkt senken kann. Diese Fähigkeit steht anfangs nicht vollständig unter ihrer Kontrolle und erfordert, dass sie als Gefäß fungiert. Nach diesen Ereignissen verliert Nagisa alle Erinnerungen an Avrora und ihre eigenen Kräfte, und ihre Mutter, Mimori Akatsuki, wird ihre persönliche Ärztin, um ihre Gesundheit zu überwachen.

Zu Nagisas wichtigsten Beziehungen gehören ihre enge Freundschaft mit Yukina Himeragi, die ihre Klassenkameradin und Nachbarin wird; ihre Bindung zu Kanon Kanase und Yuuma Tokoyogi; und ihre komplexe Verbindung zu ihrem Bruder Kojou. Sie ist äußerst loyal und dient oft als bodenständige Präsenz innerhalb der Gruppe. Im Laufe der Serie entwickelt sich Nagisa von einem traumatisierten, aber fröhlichen Mädchen zu einer widerstandsfähigen Person, die eine schwere Last trägt, während sie dennoch ihre fürsorgliche Art bewahrt. Ihr Wachstum ist geprägt von ihrer Bereitschaft, sich für andere zu opfern, und ihrem Kampf, ihr normales Leben mit den außergewöhnlichen Ereignissen um sie herum in Einklang zu bringen.