Harumi Kiyama ist eine ehemalige Forscherin der Abteilung für Fortgeschrittene Bildung in Academy City, die ursprünglich unter Kihara Gensei arbeitete. Sie hat langes, welliges braunes Haar und ausgeprägte dunkle Augenringe, die Folge chronischen Schlafmangels aufgrund intensiver Forschungsphasen sind. Typischerweise trägt sie einen weißen Laborkittel über ihrer Berufskleidung, später wechselt sie zu Anzügen. Ihr Verhalten ist von extremer logischer Denkweise und einem auffälligen Mangel an sozialem Bewusstsein geprägt, was sich berüchtigt darin äußert, dass sie ohne Zögern öffentlich ihre Kleidung ablegt. Diese Angewohnheit rührt von einer Forschermentalität her, die praktische Lösungen über soziale Konventionen stellt, was ihr den urbanen Legendentitel "Stripping Woman" einbrachte. Sie rechtfertigt dies mit selbstironischen Bemerkungen über ihren Körper, was auf ein geringes Selbstwertgefühl hindeutet.
Ihre Karriere wandelte sich, als sie trotz fehlender Lehrbefähigung der Betreuung von Child Errors zugeteilt wurde. Anfangs betrachtete sie die Kinder als lästig, doch allmählich entwickelte sie starke Bindungen, insbesondere zu Edasaki Banri, nachdem sie ihn während eines Regengusses versorgt hatte. Diese Verbindung zerbrach, als ein Experiment unter Kiharas Aufsicht alle ihre Schüler in ein Koma stürzte. Kihara priorisierte Daten über die Behandlung, was Kiyamas Rücktritt zur Folge hatte. Das Experiment zielte darauf ab, einen Ability Body Crystal zu erschaffen. Diese Tragödie wurde ihr Antrieb, ihr Leben der Suche nach einer Heilung für die Kinder zu widmen.
Nach ihrem Rücktritt trat sie dem AIM Analytic Research Center als AIM-Diffusionsfeld-Spezialistin bei. Ihre Versuche, die Kinder wiederzubeleben, schlossen 23 erfolglose Anträge auf Nutzung des Tree Diagram-Supercomputers ein. Inspiriert vom Potenzial des Rechnernetzwerks, das die Klone von Misaka Mikoto zeigten, entwickelte sie Level Upper – eine Audiodatei, die die Gehirnwellen der Hörer synchronisiert, um ein vernetztes Bewusstsein zu schaffen, das die Rechenleistung von etwa 10.000 Espern bündelt. Dieses Netzwerk ermöglichte die komplexen Berechnungen, die ihre Forschung erforderte. Sie verbreitete Level Upper als urbanes Legend, das eine Esper-Level-Steigerung versprach, wissend, dass es bei Nutzern Koma auslösen würde. Gleichzeitig entwickelte sie ein Heilmittel, was Weitsicht zeigte, trotz der unethischen Methode. Ihr technischer Ansatz nutzte Kiharas Wissen über Gehirnwellenabstimmung.
Während des Level Upper-Vorfalls gab sich Kiyama als Beraterin aus, die Judgment unterstützte, während sie heimlich die Ereignisse manipulierte. Shirai Kuroko, Uiharu Kazari und Saten Ruiko deckten ihre Identität auf. Als sie konfrontiert wurde, entführte sie Uiharu, um die Netzwerkstabilität zu erhalten, und nutzte die kollektiven Esper-Fähigkeiten via Level Upper, um eine Multi-Skill-Nutzerin zu werden, die diverse Kräfte wie Teleportation, Hydrokinese, Aerokinese, Kryokinese, Pyrokinese und Energieprojektion einsetzte. Sie lieferte sich einen Kampf mit Misaka Mikoto, unterlag jedoch. Das Netzwerk manifestierte daraufhin eine AIM Burst-Entität, die ebenfalls von Mikoto zerstört wurde. Kiyama wurde verhaftet.
Nach kurzer Haft wurde sie unter der Aufsicht von Heaven Canceller entlassen; er teilte ihre Ablehnung von Kiharas Methoden und übernahm die Obhut über die komatösen Kinder. Sie untersuchte Poltergeist-Vorfälle – stadtweite Störungen, verursacht durch die unterbewussten AIM-Felder ihrer Schüler, die versuchten, zu erwachen. Ihre Konfrontation mit Therestina Kihara Lifeline eskalierte, als sie entdeckte, dass Therestina Kihara Genseis Enkelin war und sein Experiment vollenden wollte. Trotz Rückschlägen, darunter eine Falle von Therestina und ein Angriff mit der kraftneutralisierenden Capacity Down-Soundwaffe, setzte Kiyama mit Hilfe von Mikoto, Uiharu und Saten ihren Weg fort. Im Höhepunkt überwand sie ihr Trauma und nutzte den Ability Body Crystal, um die Kinder erfolgreich wiederzubeleben, nachdem sie ihr symbolisches Vertrauen erhalten hatte. Es folgte eine emotionale Wiedervereinigung, in der ihre Schüler sie nach ihren Augenringen fragten, was sie zu einer tränenreichen Antwort über ihre Geschäftigkeit veranlasste. Ihr Arc gipfelte in einer Genesungsszene im Krankenhaus, wo sie ein Geburtstagsgeschenk erhielt – ein Luftschiff mit den Geburtstagsbotschaften ihrer Schüler – als Symbol der Versöhnung.
Kiyama besitzt keine angeborenen Esper-Fähigkeiten, zeigt jedoch außergewöhnliche Expertise in Neurologie, AIM-Feldern und Gehirnwellenmanipulation. Ihre strategische Täuschung ermöglichte es ihr, unentdeckt zu operieren, während sie die Level Upper-Untersuchungen unterstützte. Während der Netzwerkaktivierung nutzte sie vorübergehend mehrere geliehene Kräfte, die als Multi-Skill klassifiziert wurden. Ihr akademischer Hintergrund deutet auf hohe Intelligenz hin, da sie unter Kihara an Forschungen zu berserkerhaften Fähigkeiten und Level-Limitern beteiligt war.