Captain Kobayashi ist die kommandierende Offizierin des Generationenraumschiffs Sidonia, eines Schiffs, das die Überreste der Menschheit auf der Flucht vor den außerirdischen Gauna transportiert. Ihr persönlicher Name wird nicht preisgegeben, und sie wird durchgängig nur mit ihrem Nachnamen bezeichnet. Sie ist eines der wenigen überlebenden ursprünglichen Besatzungsmitglieder aus einer Begegnung, bei der die Menschheit zum ersten Mal eine Gauna besiegte, ein Ereignis, das über sechshundert Jahre vor der Haupthandlung stattfand. Aufgrund biologischer Behandlungen, die um diese Zeit entwickelt wurden, hat sie biologische Unsterblichkeit erlangt, die ihr jugendliches Aussehen trotz ihres enormen Alters bewahrt hat. Ihr hoher Rang und ihre Position werden durch eine markante Maske gekennzeichnet, die sie während ihrer offiziellen Pflichten trägt, ein Symbol, das auch dazu dient, ihr zeitloses Gesicht vor der allgemeinen Bevölkerung zu verbergen.

Was die Persönlichkeit betrifft, ist Captain Kobayashi durch eine stoische, pragmatische und zutiefst rationale Denkweise geprägt. Ihr Führungsstil ist militaristisch und utilitaristisch und stellt das langfristige Überleben der menschlichen Spezies über alles andere. Dies führt oft dazu, dass sie harte, abgeklärte Entscheidungen trifft, wie das Aufgeben von Piloten mitten im Kampf, das Opfern ganzer Schiffssektionen oder die Autorisierung des Einsatzes gefährlicher experimenteller Technologie, wenn dies dem größeren strategischen Ziel dient. Trotz dieser kalten Fassade ist sie nicht ohne persönliche Vorlieben. Ihr einziges bekanntes Hobby ist es, sich mit verschiedenen Frisuren und Kleidung zu verkleiden, um sich unter die normale Besatzung zu mischen, und Rollen wie die einer Krankenschwester oder einer Restaurantangestellten zu übernehmen, um das Leben an Bord anonym zu beobachten.

Ihre Hauptmotivation ist das Überleben und die Expansion der Menschheit. Sie ist der ursprünglichen Mission der Sidonia verpflichtet, ein bewohnbares Sternensystem zu finden, und ist entschlossen, die Gauna zu vernichten, eine Spezies, die sie als existenzielle Bedrohung betrachtet. Diese unerschütterliche Fokussierung auf ihre Mission hat ihre wichtigsten Beziehungen geprägt. Sie war einst Hiroki Saito nahe, einem weiteren legendären Piloten und unsterblichen Überlebenden aus derselben Ära. Ihre Beziehung zerbrach, als sie seine Unsterblichkeit gegen seinen Willen verlängerte und seinen fortgesetzten Dienst für Sidonia über seinen persönlichen Wunsch nach einem Ende seines langen Lebens stellte. Nach Saitos Verschwinden wurde sie die gesetzliche Vormundin seines Klons, des Serienprotagonisten Nagate Tanikaze. Ihre Entscheidung ist teils von Mitgefühl motiviert, aber auch von der kalten Berechnung, dass sie seine Loyalität und außergewöhnlichen Pilotenfähigkeiten für die Verteidigung der Sidonia nutzen kann.

Im Laufe der Geschichte entwickelt sich ihre Rolle weiter. Sie beginnt als die geheimnisvolle und absolute Anführerin, die zusammen mit dem Unsterblichen Schiffskomitee alle kritischen Entscheidungen trifft. Das Komitee bestand ursprünglich aus Schlüsselpersonal, dem Unsterblichkeit gewährt wurde, um die Reise des Schiffs zu sichern, aber im Laufe der Jahrhunderte wuchs es und viele Mitglieder wurden korrupt und politisch eigennützig. Ungefähr einhundert Jahre vor den Hauptereignissen festigte sie ihre Autorität, indem sie abweichende Komiteemitglieder hinrichtete, die sich ihrer Führung widersetzten, und ließ nur eine Handvoll aktiver Unsterblicher übrig. Später, als das verbleibende Komitee versucht, sie wegen ihrer aggressiven Taktiken gegen ein massives Gauna-Bienenstock-Schiff zu entmachten, säubert sie es präventiv, löst den Rat auf und etabliert sich als unangefochtene Diktatorin.

Dieses Ereignis markiert einen Wendepunkt in ihrer Entwicklung. Sie beginnt, mehr taktische Befehlsgewalt an das Wunderkind Yuhata Midorikawa zu delegieren, und zeigt eine Bereitschaft, sich von der direkten Kontrolle zurückzuziehen. In einem Gespräch mit Nagate Tanikaze offenbart sie eine tiefe Müdigkeit und Skepsis gegenüber der Natur ihres endlosen Lebens, was auf eine lang gehegte Erschöpfung hindeutet, der sie sich endlich zu stellen beginnt. Nach der letzten Schlacht und der erfolgreichen Kolonisierung eines neuen Sternensystems übergibt sie die Position des Captains an Midorikawa Yuhata und entscheidet sich, auf dem Planeten zu bleiben, während die Sidonia zu einer neuen Reise aufbricht, und gönnt sich endlich eine Ruhepause von ihren Jahrhunderten des Kommandos.