Nagisa Akatsuki ist die jüngere Schwester von Kojou Akatsuki und besucht die Mittelstufe der Saikai Academy in der Klasse 3-C zusammen mit Yukina Himeragi und Kanon Kanase. Sie hat schwarzes Haar, das normalerweise zu einem hohen Pferdeschwanz gebunden ist, der mit einem mintblauen Band befestigt wird, und Pony, der ihre Stirn umrahmt, sowie rötlich-braune Augen. Ihre Uniform der Saikai Academy ist ihre übliche Kleidung, und ihr Haar ist länger, als ihr typischer Pferdeschwanz vermuten lässt.
Vor vier Jahren erlitt Nagisa während der Ausgrabung von Avrora Florestina eine lebensbedrohliche Verletzung, die ihr durch die Black Death Emperor Front zugefügt wurde. Dieses Trauma wurde durch eine erfundene Erinnerung an einen Zugunfall in Rom, der von einem Dämon verursacht wurde, überdeckt. Auf Itogami Island in einem vegetativen Zustand behandelt, wurde sie unwissentlich von "Root" besessen. Dreieinhalb Jahre später erwachte Root und nutzte ihren Körper als den Vierten Primogenitor, um andere Kaleid Bloods zu verschlingen und ein Massenereignis der Vampirverwandlung auf der Insel auszulösen. Kojou und Avrora zerstörten schließlich Root. Danach übertrug Nagisa Avrora Florestinas Bewusstsein in ihren eigenen Körper, was zum Verlust ihrer spirituellen Mediumfähigkeiten und aller Erinnerungen im Zusammenhang mit Avrora führte. Ihre Mutter, Mimori Akatsuki, wurde ihre persönliche Ärztin.
Nagisa zeigt eine fröhliche, verspielte und gesprächige Persönlichkeit, besonders gegenüber denen, die sie mag, wie Kojou oder Yukina. Sie hat manchmal Schwierigkeiten, soziale Hinweise zu deuten, was sich beispielsweise in ihrer begeisterten Reaktion auf La Folia Rihaveins Kuss mit Kojou zeigt, ohne die Eifersucht der Anwesenden zu bemerken. Sie mag Sayaka Kirasaka nicht aufgrund einer früheren feindseligen Begegnung, bei der Sayaka Kojou angriff und Nagisa festhielt. Eine bemerkenswerte Eigenart ist ihre Gewohnheit, Familienmitglieder mit ihren Vornamen anzusprechen.
Sie hat eine enge Bindung zu ihrem Bruder Kojou. Zu ihren starken Freundschaften gehören Yukina Himeragi, Kanon Kanase und Yuuma Tokoyogi, die sie zum ersten Mal traf, als Kojou und Yuuma ihren Hut von einer Klippe holten. Nagisa ist eine gute Köchin und bereitet regelmäßig Mahlzeiten für ihre Familie zu. Als begeisterte Katzenliebhaberin half sie einer Mitschülerin, streunende Katzen zu versorgen. Der Spin-off-Manga zeigt ihr surreales Alltagsleben mit Yukina und Kanon als engen Freundinnen.
Ursprünglich besaß Nagisa Fähigkeiten als spirituelles Medium, die von ihrer Großmutter ausgebildet wurden, und erbte das Hyper-Adapter-Blut ihrer Mutter. Dies verlieh ihr Psychometrie, die es ihr ermöglichte, antike Ruinen zu lokalisieren und Epigraphen zu entziffern – eine Fähigkeit, die von akademischen Institutionen gesucht wurde. Diese Kraft ging aufgrund ihres Traumas verloren. Derzeit befindet sich Avrora Florestinas Bewusstsein in ihr. Als 12. Kaleid Blood ermöglicht dies die Beschwörung des 12. Beast Vassals, Alrescha-Glacies, der Temperaturen auf den absoluten Nullpunkt senken kann. Nagisa ist sich Avroras Präsenz nicht bewusst und kann diese Kraft nicht bewusst nutzen.
Im Laufe der Serie konfrontiert Nagisa die wahre Ursache ihres dämonischen Traumas – die Root-Besessenheit – und nicht den erfundenen Zugunfall. Später spielt sie eine entscheidende Rolle, indem sie das Ritual "Teokratia" anwendet. Dabei pflanzte sie ihre eigenen Erinnerungen an das Alltagsleben auf Itogami Island den Mädchen ein, die als Beast Vassal Warhead-Ikonen dienten. Diese verschmolzenen Erinnerungen, die den Abdruck von Avroras Seele trugen, vermittelten den Ikonen nostalgische und absorbierbare Erfahrungen. Durch den Zugang zu Nagisas Gefühlen konnten sie sich Zukünfte aneignen, in denen sie mit den gezähmten Beast Vassals koexistierten.