Geboren als Shiho Miyano innerhalb der geheimen Schwarzen Organisation, waren ihre Eltern Atsushi und Elena Miyano Wissenschaftler, die das "Silver Bullet"-Projekt entwickelten, bevor sie in einem angeblichen Unfall während ihrer Kindheit starben. Während ihre ältere Schwester Akemi ein relativ normales Leben führte, führte Shiho's anerkannte Intelligenz zu einer frühen Ausbildung in den USA. Mit 13 Jahren kehrte sie nach Japan zurück und wurde Wissenschaftlerin der Organisation unter dem Codenamen "Sherry". Mit 18 Jahren entwickelte Shiho APTX 4869, ein experimentelles Medikament für nicht offengelegte Forschungen. Tests zeigten eine einzigartige Regressionseffekt bei einer Labormaus, den sie verbarg. Die Organisation setzte das Medikament für nicht nachvollziehbare Attentate ein, auch an Shinichi Kudo. Bei der Untersuchung von Shinichis Verschwinden bemerkte Shiho fehlende Kinderkleidung und folgerte seine Verwandlung, woraufhin sie seinen Tod fälschte, um ihn zu schützen. Akemis Hinrichtung durch die Organisation löste Shiho's Rebellion aus, wodurch sie ihre Forschung einstellte. Inhaftiert und zum Tode verurteilt, nahm sie APTX 4869 ein, um zu fliehen, und verwandelte sich in ein Kind. Durch einen Müllschlucht flüchtend, brach sie nahe Shinichis Zuhause zusammen und wurde von Professor Hiroshi Agasa entdeckt. Obwohl Agasa ihre Eltern kannte, wusste er nichts von ihren Kindern oder den Verbindungen zur Organisation; er bot ihr Schutz an. Unter dem Alias Ai Haibara schrieb sie sich an der Teitan Grundschule ein, neben Shinichi, nun Conan Edogawa. Nachdem sie den Detective Boys beitrat, offenbarte sie Conan ihre wahre Identität und ihre Rolle bei der Entwicklung von APTX 4869. Ihr anfängliches Misstrauen entwickelte sich zu einer Partnerschaft. Da die meisten Forschungsdaten von der Organisation zerstört wurden, arbeitet sie daran, ein Gegenmittel mit fragmentarischen Daten zu entwickeln. Ihre Persönlichkeit vereint hohe Intelligenz mit Distanziertheit und Sarkasmus. Früherer Zynismus und selbstauferlegte Isolation, getrieben von der Angst, andere zu gefährden, milderten sich durch Bindungen zu den Detective Boys, Agasa und Ran Mouri. Sie bleibt äußerst wachsam gegenüber der Schwarzen Organisation, insbesondere fürchtet sie Gin und Vermouth. Ihre Wahrnehmungsgabe hilft, die Emotionen anderer vorherzusehen, oft unterstützt sie Conan dabei, sein Geheimnis zu bewahren. Schlüsselereignisse umfassen Vermouths Enthüllung ihrer Identität, gelöst durch Conans Verhandlung eines vorübergehenden Waffenstillstands. Später enthüllte Bourbons Ermittlung ihren Aufenthaltsort, was zu einem Attentat im Mystery Train führte. Conan und Verbündete inszenierten ihren Tod durch eine Explosion, überzeugten die meisten Mitglieder der Organisation von ihrem Ableben; nur Vermouth erkannte ihr Überleben und hielt dies geheim. Außerhalb der Hauptfälle zeigt sie Interessen an Luxusmarken wie Prada und Fusae, oft fordert sie Accessoires während Ermittlungen. Ihre Vorliebe für Erdnussbutter- und Blaubeergelee-Sandwiches stammt aus ihrer Zeit in den USA. Sie bewundert den Fußballspieler Ryusuke Higo, identifiziert sich mit seiner Erfahrung des Verrats durch eine vertraute Gruppe – Higo durch Noir Tokyo, Haibara durch die Schwarze Organisation. Spin-offs und OVAs zeigen sie in Fällen der Detective Boys, wie etwa Kogoro Mouri für einen Schulbericht zu verfolgen und bei Agasas Rettung zu helfen. Die OVA "A Secret Order from London" erkundet ihre kulinarischen Vorlieben, während "The Stranger in 10 Years" eine hypothetische Zukunft zeigt, in der sie natürlich altert neben Freunden. Kompilationsfilme wie "The Story of Ai Haibara ~Black Iron Mystery Train~" kontextualisieren ihren Handlungsbogen mit neuer Erzählung und neu animierten Szenen, beleuchten ihre Beziehung zu Conan und die Verfolgung durch die Organisation. Offizielle Publikationen listen ihre Auftritte, Mode, wissenschaftlichen Beiträge und Entwicklung auf. Ihre familiären Verbindungen erstrecken sich auf die Akai-Familie: Tante Mary Sera und Cousins Shuichi Akai, Masumi Sera und Shukichi Haneda. Diese Verbindungen, nach und nach enthüllt, fügen Schichten zu ihrer Hintergrundgeschichte und Motivation hinzu.