Kensei Muguruma ist ein großer, muskulöser Mann mit markanten Gesichtszügen, kurzem hellgrauem oder silbernem Haar und braunen Augen (in einigen Medien als golden dargestellt). Er trägt ein markantes "69"-Tattoo auf seiner Brust; die "6" bezieht sich auf seinen Nachnamen "Muguruma" (der das Kanji für "6" enthält), während die "9" seine Führung der 9. Division symbolisiert. Sein Erscheinungsbild umfasst Piercings – eines auf seiner linken Augenbraue und drei auf seinem linken Ohr. Während seiner anfänglichen Zeit als Captain trug er ein maßgeschneidertes ärmelloses Shihakushō, das vorne offen war, um sein Tattoo zu zeigen, kombiniert mit einem Seilgürtel, einem ärmellosen Haori und schwarzen fingerlosen Handschuhen, die den größten Teil seiner Unterarme bedeckten. Als Visored wechselte er zu einem dunkelvioletten A-Shirt mit weißer Borte, grünen Cargohosen, schwarzen Kampfstiefeln und orangefarbenen fingerlosen Handschuhen. Nach seinem Exil kombinierte er manchmal Elemente beider Stile, wie das Tragen von Cargohosen unter seinem Captain-Haori. Während des Zusammenbruchs war sein Haar hinten länger geworden und reichte bis zwischen seine Schulterblätter, während es oben einen Irokesenschnitt beibehielt.
Kensei zeigt ein ernstes, entschlossenes und temperamentvolles Verhalten, das sich leicht von wahrgenommener Feigheit, Unreife oder Leichtfertigkeit ärgert. Er zeigt wenig Geduld für Witze in angespannten Situationen und reagiert oft mit körperlicher Aggression oder knappen Befehlen. Dies zeigt sich, wenn er Untergebene wie Shūhei Hisagi ermahnt, sich im Kampf zu konzentrieren, oder wenn er sich über das kindische Verhalten seiner ehemaligen Lieutenant Mashiro Kuna ärgert. Trotz seiner harten Fassade zeigt er zugrunde liegende Fürsorge, wie das Tragen eines erschöpften Verbündeten in Sicherheit oder die Hilfe für Personen wie Kentaro Hiroshi, die nach traumatischen Ereignissen unter Überlebensschuld leiden. Sein Führungsstil ähnelt dem eines militärischen Drillsergeants, der Entschlossenheit und Handeln über Zögern stellt.
Vor etwa 110 Jahren diente Kensei als Captain der 9. Division des Gotei 13, mit Mashiro Kuna als seinem Lieutenant. Während einer Untersuchung von Verschwinden in Rukongai wurde seine Truppe von seinem 5. Sitz, Kaname Tōsen, der unter Sōsuke Aizens Befehlen handelte, in einen Hinterhalt gelockt und getötet. Kensei wurde von hinten durchbohrt und Hollowfizierungsexperimenten unterzogen, die ihn in einen berserkerhaften Hollowfizierten Zustand verwandelten. Gerettet von Kisuke Urahara und Tessai Tsukabishi, erwies sich die Hollowfizierung als irreversibel. Verbannt in die Menschenwelt, schloss er sich den Visored an, einer Gruppe von hollowfizierten Shinigami. Jahre später, nach Aizens Niederlage, kehrte er in die Seelenwelt zurück und wurde wieder als Captain der 9. Division eingesetzt.
Während des Quincy-geführten "Zusammenbruchs" lief Kensei zur Ryū-Order über und schloss sich später Kentaro Hiroshis Rebellengruppe, den Six Directions, als Kommandant und Kampfausbilder an. Er nahm an Kämpfen gegen Fraktionen wie die Imawashī und Kikkashō teil. Im Tausendjährigen Blutkriegsbogen kämpfte er gegen Stern Ritters wie Mask De Masculine, aktivierte sein Bankai, Tekken Tachikaze, um seinen Gegner zunächst zu überwältigen, bevor er von Masks verstärkten Fähigkeiten brutal außer Gefecht gesetzt wurde. Anschließend wurden er und Rōjūrō Ōtoribashi von Mayuri Kurotsuchi nach der Einnahme eines Vorhersehungselixiers zu Zombies, obwohl Kensei später ausbrach. Er griff in Kämpfe gegen Gegner wie PePe Waccabrada ein und konfrontierte seinen Lieutenant, Shūhei Hisagi, als dieser ihn unter fremdem Einfluss angriff.
Als Visored besitzt Kensei doppelte Shinigami- und Hollow-Kräfte, obwohl er sich hauptsächlich auf seine Shinigami-Fähigkeiten verlässt. Sein Zanpakutō, Tachikaze (断地風, "Erdspaltender Wind"), in der Shikai-Form (aktiviert durch den Befehl "Blase es weg") schrumpft zu einem Kampfmesser, das Luftklingen erzeugen und konzentrierte spirituelle Energiestöße abfeuern kann. Sein Bankai, Tekken Tachikaze (鉄拳断風, "Eisenfaust Erdspaltender Wind"), verwandelt seine Arme in Stachelknöchel, die bei Aufprall konzentrische Explosionen erzeugen und zerstörerische Kraft durch unter Druck stehenden Wind kanalisieren. Er ist ein Meister des Zanjutsu (Schwertkampf) und wird als Hakuda (Nahkampf)-Experte anerkannt, der explosive Kraft und schnelle Kombinationen nutzt, um Gegner zu überwältigen. Seine Reflexe sind außergewöhnlich geschärft, was ihm erlaubt, hochgeschwindigkeits Gegner zu kontern. Er besitzt eine erhöhte Ausdauer – er überstand schwere Verbrennungen durch Amagais Bankai – und physische Stärke, die Gegner mit Schlägen durch die Luft schleudern kann. Sein spiritueller Druck ist besonders stark und wird als "Leuchtfeuer" beschrieben, das über große Entfernungen wahrnehmbar ist.