Nagisa Akatsuki ist die jüngere Schwester von Kojou Akatsuki und eine Mittelschülerin, die die Saikai-Akademie besucht, wo sie sich ein Klassenzimmer mit Yukina Himeragi und Kanon Kanase teilt. Sie ist eine aufgeschlossene und gesprächige Person mit einem warmherzigen Wesen, oft als gesellig und extrovertiert beschrieben, und sie schließt schnell enge Freundschaften mit denen um sie herum, einschließlich ihrer Kindheitsfreundin Yuuma Tokoyogi. Als geschickte Köchin ist sie bekannt für ihre hauswirtschaftlichen Fähigkeiten und ihre fürsorgliche Art gegenüber ihrem Bruder und ihren Freunden.

Ihre Vergangenheit ist geprägt von einem traumatischen Vorfall vier Jahre vor der Haupthandlung. Sie war in einen Zugunfall verwickelt, der von Dämonen verursacht wurde, was ihr eine anhaltende Angst vor dämonischen Wesen einflößte. In Wirklichkeit war dieses Ereignis eine falsche Erinnerung, die eingepflanzt wurde, um ihre Beteiligung an der Ausgrabung des zwölften Kaleid Blood, Avrora Florestina, zu vertuschen. Nagisa ist ein äußerst seltener Hybrid: Sie erbte die Eigenschaften einer Geisterjungfrau oder Miko von ihrer Großmutter väterlicherseits und die Kräfte einer Hyper-Adapterin von ihrer Mutter, Mimori Akatsuki. Sie wurde als Geistermedium ausgebildet und entwickelte psychometrische Fähigkeiten, die es ihr ermöglichten, die Geschichte von Gegenständen und Orten zu lesen – Fähigkeiten, deretwegen sie von Universitäten und Institutionen gesucht wurde. Allerdings verlor sie diese Kräfte aufgrund des psychologischen Traumas, das sie erlitt.

Nagisas Rolle in der Geschichte vertieft sich erheblich, als sie zu einem Gefäß für mächtige Kräfte wird. Nachdem sie von der Fraktion des Schwarzen Todeskaisers angegriffen wurde, fiel sie in einen vegetativen Zustand und wurde zur speziellen Behandlung nach Itogami Island gebracht. Unbemerkt von denen um sie herum war sie von einer Entität namens Root besessen, die als vierter Urvater in ihrem Körper erwachte. Root verursachte weitverbreitetes Chaos, löste einen Massenvampir-Vorfall aus und ernährte sich von menschlichen Erinnerungen. Während der Konfrontation gelang es Kojou und Avrora, Root zu zerstören, doch kurz bevor Avrora umkam, übertrug Nagisa Avroras Bewusstsein in sich selbst. Infolgedessen residiert Avroras Persönlichkeit nun in Nagisa, was ihr die Fähigkeit verleiht, den zwölften Vertrauten, Alrescha-Glacies, zu beschwören, der die Temperaturen auf nahe den absoluten Nullpunkt senken kann. Dieses Ereignis führte auch dazu, dass Nagisa alle Erinnerungen an Avrora verlor, und ihre Mutter wurde ihre persönliche Ärztin, um ihren Zustand zu behandeln.

Im Laufe der Serie dient Nagisa als bodenständige Präsenz für ihren Bruder und ihre Freunde, bietet emotionale Unterstützung und ein Gefühl von Normalität trotz ihrer außergewöhnlichen Umstände. Ihre Entwicklung beinhaltet die Überwindung ihres Traumas und die Akzeptanz der Macht und des Bewusstseins, das sie nun in sich trägt. Zu ihren wichtigsten Beziehungen gehören ihre schützende Bindung zu Kojou, ihre enge Freundschaft mit Yukina und ihre anhaltende Verbindung zu Yuuma. Nagisa bleibt eine zentrale Nebenfigur, deren persönliche Reise mit den größeren Konflikten um die Urväter und die übernatürliche Welt verflochten ist.