Nanami Nishijō ist die jüngere Schwester von Takumi Nishijō und eine Erstklässlerin an der Suimei-Akademie, derselben Schule, die ihr Bruder besucht. Sie ist ein kleines, zierliches Mädchen mit langen blonden Haaren und violetten Augen, das oft als babygesichtig beschrieben wird. Ihre Persönlichkeit ist fröhlich und lebhaft; sie nennt ihren Bruder „Onii“ und besucht häufig sein Containerhaus, um nach ihm zu sehen, obwohl sie sich aufgrund ihrer direkten Art oft mit ihm streitet. Hinter dieser konfrontativen Fassade ist sie aufrichtig um Takumis Wohlbefinden besorgt und kümmert sich sehr um ihn, was sich manchmal als Bruder-Komplex äußert. Sie gehört keinem Schulclub an, springt aber gelegentlich als Ersatz für das Tennisteam ein, wobei sie gute sportliche Fähigkeiten, aber nur durchschnittliche Tennisfähigkeiten besitzt.

Im Verlauf der Geschichte wird Nanami in die zentrale Verschwörung hinter den New-Generation-Morden und dem Noah-II-Projekt verwickelt. Sie wird von den Antagonisten entführt und gefoltert, um ihr Di-Schwert zur Manifestation zu zwingen. Während dieser Tortur erwachen ihre latenten Fähigkeiten als Giglomaniac: Sie erhält die Macht, ihre Wahnvorstellungen in die Realität zu projizieren. Ihr Di-Schwert ist dem Eisenhut nachempfunden, eine zweischneidige Klinge mit Stacheln und Kanten, die selbst den Träger verletzen kann. Anders als bei anderen Giglomaniacs, deren Di-Schwerter auf konventionellere Weise erscheinen, manifestiert sich Nanamis, wenn Blutstropfen aus ihrem rechten Handgelenk kristallisieren und sich zur Waffe ausbreiten.

Nach ihrer Rettung durch Rimi Sakihata trifft Nanami später auf Shogun, der enthüllt, dass er ihr leiblicher Bruder ist. Shogun hatte ihre Erinnerungen verändert, um ihr den Schmerz seines bevorstehenden Todes zu ersparen, aber Nanami besteht darauf, dass sie diese Erinnerungen lieber behalten hätte, um an seiner Seite zu bleiben. Shogun lehnt ab und sagt ihr, dass Takumi nun ihr Bruder sei und sie ihr Leben mit ihm fortsetzen solle. Nanami akzeptiert dies und erkennt an, dass Takumi, obwohl er eine durch Shoguns Macht erschaffene Illusion sein mag, dennoch ihr Bruder ist. Sie schließt sich dann den anderen Giglomaniacs an, um mit ihren Fähigkeiten die Stadt zu reparieren, nachdem Noah II besiegt wurde.

Im gesamten Anime und Visual Novel ist Nanamis Rolle bis zu den späteren Episoden relativ gering, aber sie durchläuft eine bedeutende Entwicklung von einem scheinbar gewöhnlichen, fröhlichen Mädchen zu einer fähigen Giglomaniac, die sich schmerzhaften Wahrheiten über ihre Vergangenheit und ihren Bruder stellt. Ihre Beziehung zu Takumi ist ein zentraler emotionaler Anker, der Themen wie Familie, Identität und die verschwimmende Grenze zwischen Realität und Wahnvorstellung hervorhebt. In der Fan-Disc Chaos;Head Love Chu Chu wird ihre fröhliche Persönlichkeit in einem leichteren, romantisch-komödiantischen Setting weiter betont, wo sie Takumi weiterhin unterstützt.