Mitsuhiko Tsuburaya ist ein Erstklässler der Teitan-Grundschule und ein Kernmitglied der Detective Boys, der Amateurdetektivgruppe, die er zusammen mit seinen Klassenkameraden Ayumi Yoshida, Genta Kojima und Conan Edogawa gründete. Er stammt aus einem Haushalt von Pädagogen; beide Eltern sind Lehrer, und er hat eine ältere Schwester, Asami, die etwa zehn Jahre älter ist als er. Diese Erziehung hat ihm eine bemerkenswert formelle und höfliche Ausdrucksweise eingeflößt, besonders gegenüber Älteren, sowie ein starkes Verantwortungsbewusstsein und Pünktlichkeit.

Intellektuell ist Mitsuhiko der belesenste und wissenschaftlich orientierteste der Detective Boys. Er liest gerne Sachbücher, studiert Geschichte und lernt aus eigenem Vergnügen über eine Vielzahl von Themen. Er geht Probleme mit einer logischen, methodischen Denkweise an und fungiert oft als Stratege der Gruppe, wenn Conan oder Ai Haibara nicht verfügbar sind. Er ist proaktiv und denkt voraus, bringt häufig nützliche Werkzeuge mit oder macht sich während Ermittlungen Notizen, was sich bei der Lösung von Fällen als wertvoll erwiesen hat. Trotz seines für sein Alter fortgeschrittenen Denkens erfreut er sich dennoch an altersgerechten Aktivitäten wie Schatzsuchen, Schneemännerbauen und dem Anschauen von Monsterfilmen oder der Kamen-Yaiba-Serie. Er mag Karotten nicht besonders und vermeidet es, sie zu essen, wenn möglich.

Mitsuhikos Motivationen werden von Neugier und dem aufrichtigen Wunsch, anderen zu helfen, angetrieben. Er ist stolz auf sein Wissen und freut sich, wenn es sich als nützlich erweist, und fühlt sich belohnt, wenn sich seine Recherchen während einer Ermittlung auszahlen. Er ist auch seinen Freunden gegenüber sehr loyal, besonders Ayumi und Ai, für die er romantische Gefühle hegt. Die Geschichte hat gezeigt, dass er zwischen diesen Zuneigungen hin- und hergerissen ist, und er hat große Anstrengungen unternommen, um ihnen eine Freude zu machen, wie zum Beispiel allein in einen Wald zu gehen, um für sie Glühwürmchen zu fangen.

In den Ereignissen von Detektiv Conan: Einäugige Rückblende spielt Mitsuhiko eine unterstützende Rolle neben den anderen Detective Boys. Während der Ermittlungen in den Nagano-Bergen helfen er, Genta und Ran Mouri der Polizei, indem sie einen Angreifer vertreiben, der die Detektive Yui Uehara und Kansuke Yamato überfällt. Sein schnelles Denken und seine Bereitschaft, unter Druck zu handeln, tragen zu den Bemühungen des Teams bei, die Beamten zu schützen und den Fall voranzubringen.

Schlüsselbeziehungen definieren seinen Charakter. Er ist eng mit Genta und Ayumi befreundet, die er seit dem Vorschul- oder Kindergartenalter kennt, und er hat eine freundschaftliche, aber manchmal konkurrierende Dynamik mit Conan. Er respektiert Ai Haibara und hat ihr gegenüber eine beschützende Seite gezeigt, indem er sie einmal in Sicherheit trug, nachdem sie sich den Knöchel verstaucht hatte, und sie später in einer riskanten Situation vor einem Sturz rettete. Mitsuhiko pflegt auch respektvolle Beziehungen zu den erwachsenen Detektiven und Professor Hiroshi Agasa, wobei er sie stets mit formellen Ehrenbezeichnungen anspricht.

Im Laufe der Serie und bis in den Film hinein zeigt Mitsuhiko eine stetige Entwicklung. Er wird selbstbewusster in seinen deduktiven Fähigkeiten und übernimmt oft die Führung, wenn die älteren, erfahreneren Mitglieder der Gruppe abwesend sind. Zu seinen bemerkenswerten Fähigkeiten gehören ein breites Allgemeinwissen, die Fähigkeit, Rätsel und Codes zu analysieren, und ein Talent für Vorbereitung und Notizenführung. Er ist auch in praktischen Situationen einfallsreich, wie zum Beispiel beim Anwenden von Erster Hilfe oder beim effektiven Einsatz der Gadgets der Detective Boys.

Insgesamt sticht Mitsuhiko Tsuburaya als intelligenter, ernsthafter und höflicher junger Junge hervor, dessen Entwicklung als Junior-Detektiv und als Freund weiterhin ein beständiger Teil seiner Rolle in der Detektiv-Conan-Geschichte ist.