Chihaya Ohtori kommt als Transferstudentin an und ist sofort an ihrem lebhaften orangen Haar erkennbar, das von markanten flügelartigen Haarklammern gehalten wird, sowie ihren strahlend blauen Augen. Sie trägt meist ein einzigartiges braunes Sakko und einen grün karierten Rock als Uniform, gelegentlich aber auch ein weißes Kleid in ihrem Anwesen. Sie verfügt über außergewöhnliche Körperkraft, die es ihr ermöglicht, mühelos schwere Gegenstände zu heben, Laternenpfähle zum Kampf auszureißen oder versehentlich Dinge wie Akanes Kaffeemaschine zu zerstören. Durch eine behütete Erziehung ist sie sozial unbeholfen, hat Schwierigkeiten, Emotionen auszudrücken, und zeigt eine naive Weltsicht, die sie oft langsam in ernsten Situationen reagieren lässt. Trotz ihrer verträumten Art hat sie niedrige humoristische Ansprüche und einen starken Appetit, isst häufig und macht sich keine Gedanken über Diäten.
Ihre Vergangenheit ist von Tragik geprägt; sie überlebte die Zerstörung ihres Dorfes, in dem Familiare erschaffen wurden, nachdem Attentäter von Guardian ihre Eltern und die anderen Bewohner töteten. Während ihrer verzweifelten Flucht beschwor sie ihr erstes Familiar aus einem Ast, was zur Erscheinung von Sakuya führte, der ihr hingebungsvoller Beschützer und Butler wurde. Diese traumatische Geschichte nährt ihren tiefen Wunsch nach echten Freundschaften, obwohl ihre Verteidigungshaltung und Ungeschicklichkeit anfangs Beziehungen belasten, besonders zu Kotarou Tennouji nach einem peinlichen ersten Aufeinandertreffen, bei dem er ihre Unterwäsche sah, als er ihr vom Baum half.
In der Haupthandlung schließt sie sich dem Supernatural Investigation Club an und findet langsam Anschluss an die Mitglieder. Ihre persönliche Route konzentriert sich auf die Entwicklung einer romantischen Beziehung zu Kotarou, der sie in Konflikten zwischen Gaia und Guardian beschützt. Wichtige Momente umfassen Kotarous Schutz vor einem LKW (wobei Sakuya die Verletzung abbekommt) und ihre gemeinsamen Kämpfe gegen feindliche Wesen wie Hundefamiliare und den Antagonisten Midou. Während einer Krise nutzt sie Bandagen, um Kotarous Kampffähigkeiten zu verstärken, und erwidert später seine Liebesgeständnis, nachdem er sein Leben für sie riskiert. Ihr Wachstum zeigt sich, als sie Misstrauen überwindet, an Schulaktivitäten wie dem Erntedankfest-Date mit Kotarou teilnimmt und sich mit dem Erbe ihrer Familie auseinandersetzt.
In der Crossover-Reihe werden ihre Eigenschaften zu komischen Zwecken übertrieben, etwa durch absurde Gags wie "Chihaya Rolling" von Okinawa bis Sibirien. Sie interagiert mit Charakteren aus anderen Franchises in den chaotischen Szenarien der Kaginado Academy, darunter Weltraumabenteuer und Clubstreitigkeiten, während sie ihre Kernmerkmale von Naivität und Körperkraft beibehält. Ihre Rolle erhält hier keine tiefe narrative Entwicklung, unterstreicht aber ihre etablierte Persönlichkeit durch parodistische Situationen, wie Konfrontationen mit dem Fußballclub oder übernatürliche Ermittlungen mit dem Neo-Kendo-Club.