Koyomi Shirakawa fungiert als ältere Schwester und Adoptiv-Vormund von Kotori Shirakawa. Sie unterrichtet Naturwissenschaften an der Kazami Academy, ist Jun'ichi Asakuras Klassenlehrerin und forscht im Amakase-Labor, wo sie das Miharu-Androidenprojekt leitet. Nach Abschluss dieses Projekts verlässt sie den Lehrberuf, um ihr Kind großzuziehen, besucht aber gelegentlich den Campus, um ehemalige Schüler wie Jun'ichi zu treffen. Koyomi pflegt eine enge Bindung zu Kotori und bietet ihr Rat in emotionalen Krisen, insbesondere bei Kotoris Gefühlen für Jun'ichi. Im "Da Capo If"-OVA gratuliert sie Kotori am Vorabend von deren Hochzeit mit Jun'ichi und bekräftigt so ihre unterstützende Rolle. Sie befürwortet offen frühe Heirat und Kinderzeugung. Äußerlich trägt Koyomi pinkes schulterlanges Haar, blaue Augen und eine Brille, oft in professioneller Kleidung wie einem Laborkittel. Als Adoptivschwester innerhalb der Shirakawa-Familie, die Kotori aufnahm, ist sie mit Jun'ichi auch durch ihre Lehrerrolle und Kotoris spätere Heirat verbunden. Ihr Hintergrund umfasst eine vierköpfige Familie vor Kotoris Adoption. Nach ihrer Lehrzeit balanciert sie Teilzeitarbeit und Elternschaft, reflektiert gelegentlich ihr spätes Mutterglück, bleibt aber aktiv im Alltag engagiert.