Shiho Miyano, Codename Sherry, wurde in die kriminelle Black Organization hineingeboren. Ihre Eltern, die Wissenschaftler Atsushi und Elena Miyano, die für die Organisation arbeiteten, starben in ihrer Kindheit bei einem angeblichen Unfall. Shiho und ihre ältere Schwester Akemi wurden innerhalb der Organisation aufgezogen, wobei Akemi ein relativ normales Leben führte, während Shiho für wissenschaftliche Arbeit ausgebildet wurde. In jungen Jahren wurde sie zur Ausbildung in die USA geschickt, wo sie soziale Isolation erlebte. Mit dreizehn Jahren wurde sie zur leitenden Forscherin und setzte die Arbeit ihrer Eltern an der experimentellen Droge APTX 4869 fort. Ihr Codename Sherry, abgeleitet vom alkoholischen Getränk, folgte der Organisationskonvention.
Mit achtzehn entwickelte Shiho die aktuelle Formel von APTX 4869. Obwohl als unentdeckbares Gift gedacht, entdeckte sie nach der Beobachtung einer Labormaus dessen seltene Nebenwirkung der Verjüngung und hielt diese Erkenntnis geheim. Unwissentlich begann die Organisation mit Menschenversuchen für Attentate. Dabei nahm Shinichi Kudo die Droge und schrumpfte. Als sie bei einer Hausdurchsuchung Hinweise auf sein Überleben fand, fälschte sie seinen Status als verstorben, um ihn zu schützen. Sie missbilligte den Einsatz der Droge für Morde, setzte die Forschung jedoch unter Zwang fort. Nach der Ermordung ihrer Schwester Akemi durch das hochrangige Mitglied Gin rebellierte Shiho, indem sie ihre Forschung einstellte. Die Organisation inhaftierte sie zur Hinrichtung. Um zu fliehen, nahm sie eine versteckte APTX-Pille mit Selbstmordabsicht ein, schrumpfte jedoch auf die Größe eines Kindes. Sie entkam durch einen Müllschlucker und brach in der Nähe von Professor Agasas Wohnung zusammen. Agasa entdeckte sie, gewährte ihr Unterschlupf und half ihr, das Pseudonym Ai Haibara anzunehmen.
Als Ai Haibara schrieb sie sich an der Teitan-Grundschule ein und schloss sich Conan Edogawa (Shinichis Alias) und den Detective Boys an. Anfangs zynisch und misstrauisch, priorisierte sie Selbstschutz über Idealismus. Sie hielt emotionale Distanz, insbesondere zu Ran Mouri aufgrund deren Ähnlichkeit zu Akemi. Annäherungsversuche der Detective Boys und Ran milderten allmählich ihr Verhalten. Sie entwickelte echte Freundschaften und öffnete sich mehr für Conans Streben nach Gerechtigkeit. Obwohl sie diese Verbindungen schätzte, sah sie sich selbst als Gefahr und fürchtete, die Organisation würde alle Beteiligten eliminieren, falls sie entdeckt würden. Ihre Persönlichkeit blieb widersprüchlich – sie bereute den Missbrauch der Droge, war jedoch bereit gewesen, sie tödlich zu testen. Sie sprach formell und bewahrte eine reservierte, beobachtende Haltung.
Haibara besitzt außergewöhnliche biochemische Expertise, die es ihr ermöglichte, APTX 4869 zu entwickeln und an temporären Gegengiften zu arbeiten. Die Zerstörung der Forschungsdaten der Organisation verlangsamte den Fortschritt erheblich. Sie zeigt fundiertes medizinisches Wissen, diagnostiziert Zustände wie subdurale Hämatome, und forensische Fähigkeiten, etwa die Mobilität an Skelettresten abzuleiten. Ihre deduktiven Fähigkeiten ähneln Conans, obwohl ihr sein Spezialwissen fehlt und sie während Ermittlungen oft schweigt, um Aufmerksamkeit zu vermeiden. Sie besitzt einen einzigartigen „Black Organization-Sinn“, der die Anwesenheit von Mitgliedern als besonderen „Druck“ oder „Geruch“ erkennt, jedoch inkonsistent ausgelöst wird. Haibara erträgt extreme Schmerzen, bewiesen während ihrer Verjüngungsflucht und späterer Verletzungen bei temporärer Rückkehr ins Erwachsenenalter. Sie ist geübt im Umgang mit Schusswaffen und kann Fahrzeuge fahren, besaß als Shiho eine Harley-Davidson.
Haibara lebt unter Professor Agasas Vormundschaft und teilt eine Bindung durch gemeinsames wissenschaftliches Interesse. Oft fungiert sie als seine Betreuerin und überwacht seine Ernährung. Ihre Beziehung zu Conan entwickelte sich von gegenseitigem Misstrauen zu tiefem Vertrauen; sie deckte seine Identität früh auf und arbeitet eng mit ihm zusammen. Obwohl sie einst romantische Gefühle für ihn hegte, wandelten sich diese in tiefe Bewunderung für seine Resilienz. Sie riet ihm davon ab, Ran seine Identität zu offenbaren, und betonte die Wichtigkeit der Geheimhaltung. Haibara sieht Ran als eine Art Schwester, eine Empfindung, die erwidert wurde, als Ran ihr Leben riskierte, um sie zu schützen. Sie ist Cousine von Shuichi Akai, Shukichi Haneda und Masumi Sera durch ihre Tante Mary Sera. Ihre gefürchtetsten Verfolger sind Gin, der Akemi tötete, und Vermouth, die intensiven Hass auf sie hegt und versuchte, sie während des Bell Tree Express-Vorfalls mit Sprengstoff zu töten. Vermouths Wissen um Haibaras Verjüngung bleibt vor der Organisation verborgen.
Haibara arbeitet mit Conan an APTX 4869-Gegengiften und nutzt bei Bedarf temporäre Versionen. Die Organisation, die Sherry nach dem Zugvorfall für tot hält, jagt sie weiterhin. Sie beteiligt sich an Fällen der Detective Boys, balanciert ihr Geheimleben mit Schulaktivitäten. Persönliche Interessen umfassen High-Fashion-Marken wie Fusae und Prada, Erdnussbutter-Blaubeermarmeladen-Sandwiches aus ihrer Zeit in den USA, und die Verehrung des Fußballers Ryusuke Higo. Sie liest Kriminalromane wie Agatha Christies Hercule Poirot-Reihe. Ihr Alias „Ai Haibara“ stammt aus literarischen Quellen: „Haibara“ von Cordelia Grays Nachnamen („Asche“), „Ai“ von V.I. Warshawski. Sie wählte das Kanji für „Trauer“ statt Agasas Vorschlag „Liebe“.