Mitsuhiko Tsuburaya ist ein Erstklässler der Teitan-Grundschule und Gründungsmitglied der Amateurdetektivgruppe, die als Detektivboys bekannt ist. Er wird erstmals mit Conan Edogawa, Ayumi Yoshida und Genta Kojima verwickelt, als sie ein angeblich verfluchtes Herrenhaus untersuchen und später nach einem Versteck gestohlener Goldmünzen suchen. Nach diesen frühen Abenteuern schließt sich Mitsuhiko Ayumi und Genta an, um den Kern der Detektivboys zu bilden, eine Gruppe, die regelmäßig in Kriminalfälle stolpert und bei deren Lösung hilft.

Mitsuhiko stammt aus einer Lehrerfamilie; beide Elternteile sind Pädagogen, und er hat eine ältere Schwester, die etwa zehn Jahre älter ist als er. Diese Erziehung verleiht ihm eine bemerkenswert höfliche und formelle Ausdrucksweise, besonders gegenüber Erwachsenen und älteren Personen, da er gewohnheitsmäßig respektvolle Anhänge wie „-san“ im Japanischen verwendet, unabhängig davon, wie nah er der Person steht. Trotz seiner formellen Fassade ist Mitsuhiko ein neugieriges und belesenes Kind, das gerne Naturwissenschaften, Geschichte und Allgemeinwissen aus eigenem Interesse studiert. Er nähert sich Problemen oft mit einer wissenschaftlichen Denkweise und der Überzeugung, dass Technologie die meisten Herausforderungen lösen kann. Er bereitet sich gerne auf jede Situation vor und plant häufig im Voraus – zum Beispiel macht er sich während einer Ermittlung Notizen über Codes, weil er voraussieht, dass sie später wichtige Beweise werden könnten. Wenn Conan und Ai Haibara nicht anwesend sind, tritt Mitsuhiko oft als das intellektuell fähigste Mitglied der Gruppe hervor und zeigt schärferes Denkvermögen und schnelleres Auffassungsvermögen als Genta oder Ayumi.

Gleichzeitig bleibt Mitsuhiko ein gewöhnliches Grundschulkind. Er genießt altersgerechte Aktivitäten wie Schatzsuchen, Schneemänner bauen und Filme über Monster wie Gomera oder Superhelden wie Kamen Yaiba anschauen. Er mag Karotten nicht besonders und isst sie meist zuletzt, wenn überhaupt. Seine Motivationen werden größtenteils von einer echten Lernfreude und dem Wunsch, seinen Freunden zu helfen, angetrieben. Er fühlt sich belohnt, wenn sein Wissen andere beeindruckt, zum Beispiel wenn Ayumi seine genauen historischen Fakten über ein Wahrzeichen in Kurashiki kommentiert.

Innerhalb der Detektivboys fungiert Mitsuhiko als dritter Befehlshaber hinter Conan und Haibara, aber er agiert häufig als operativer Leiter, wenn die beiden erfahreneren Mitglieder nicht verfügbar sind. Seine Rolle in der Geschichte ist die eines loyalen und einfallsreichen Sidekicks, der im Laufe der Zeit an Selbstvertrauen und deduktiven Fähigkeiten gewinnt. Es wurde gezeigt, dass er Rätsel löst, die die Gruppe in die Falle locken, Erste-Hilfe-Techniken anwendet, die er von Conan gelernt hat, und verschlüsselte Nachrichten hinterlässt, um seinen Aufenthaltsort zu signalisieren, wenn er in Gefahr ist. Sein proaktives Denken und seine Liebe zum Detail liefern der Polizei oft entscheidende Hinweise.

Wichtige Beziehungen prägen seinen Charakter. Er ist eng befreundet mit Ayumi Yoshida und Genta Kojima, die er seit der Vorschule oder dem Kindergarten kennt, und er teilt eine lockere Rivalität mit Genta um Ayumis Aufmerksamkeit. Nachdem Ai Haibara der Gruppe beitritt, entwickelt Mitsuhiko romantische Gefühle für sie, die während eines Vorfalls deutlich werden, bei dem er sich um sie kümmert, nachdem sie sich den Knöchel verstaucht hat, und sie in Sicherheit trägt. Er bewundert Conan zutiefst, obwohl er Conans wahre Identität als Shinichi Kudo nicht kennt, und er lernt oft praktische Fähigkeiten von ihm. Außerhalb der Gruppe behandelt Mitsuhiko Erwachsene wie Professor Agasa, Detektive wie Takagi und Sato und andere Charaktere mit stets höflichem Verhalten.

Mitsuhiko durchläuft im Laufe der Serie eine bemerkenswerte Entwicklung. Er wird selbstbewusster in seinen eigenen Fähigkeiten, übernimmt manchmal die Führung bei Ermittlungen und wagt sich sogar allein hinaus, um Glühwürmchen für Ayumi und Haibara zu fangen, ein Abenteuer, das ihn einem gefährlichen Flüchtling gegenüberstellt. Sein deduktives Denken verbessert sich stetig unter Conans indirekter Anleitung, und seine Bereitschaft, unabhängig zu handeln, zeigt sein Wachstum von einem zögerlichen Teilnehmer zu einem fähigen jungen Detektiv. Trotz seiner zunehmenden Kompetenz behält er eine kindliche Verletzlichkeit und schätzt Gefahren gelegentlich falsch ein, was das Publikum daran erinnert, dass er noch lernt.

Bemerkenswerte Fähigkeiten umfassen sein umfangreiches Allgemeinwissen, einen methodischen und analytischen Ansatz bei Rätseln und ein Talent, sich wissenschaftliche Fakten zu merken und anzuwenden. Er ist auch geschickt im Umgang mit den Geräten der Detektivboys, wie dem Radar-Abzeichen und der stimmverändernden Brille, und hat grundlegende Erste-Hilfe-Kenntnisse gezeigt. Seine vorausschauende Art und seine Gewohnheit, Hinweise zu dokumentieren, machen ihn zu einem Gewinn bei der Entschlüsselung von Geheimnissen, besonders wenn er derjenige ist, der übersehene Details bemerkt oder historische Bezüge zusammenfügt.