Ayumi Yoshida ist ein Kernmitglied der Detektivbande, einem jugendlichen Ermittlerteam, das sie mit ihren Teitan-Grundschulklassenkameraden Genta Kojima, Mitsuhiko Tsuburaya und Conan Edogawa gebildet hat. Sie freundete sich mit Conan an, als er nach seiner körperlichen Verwandlung in ihre Klasse kam, und überredete ihn, sich ihrer Erkundung eines Spukhausses anzuschließen – ein Ereignis, das direkt zur Gründung der Gruppe führte. Ayumi entwickelte starke Gefühle für Conan, nachdem er die Gruppe während eines Falls mit gestohlenen italienischen Goldmünzen vor Kriminellen gerettet hatte. Sein beschützendes Verhalten gegenüber Ai Haibara ließ sie jedoch glauben, dass er Haibaras Gefühle erwiderte. Ihre Persönlichkeit vereint Naivität und Unschuld mit gelegentlichem Mut und Optimismus, wobei sie während der Ermittlungen oft einfache, aber entscheidende Beobachtungen beisteuert. In „Der Fremde aus 10 Jahren später“ erscheint Ayumi in Shinichi Kudous Traumsequenz, die zehn Jahre in der Zukunft spielt. Nun etwa 17 Jahre alt und Oberschülerin, gründet und leitet sie den „Detektivclub“ an der Teitan-Oberschule gemeinsam mit den anderen ehemaligen Mitgliedern der Detektivbande. In diesem Zukunftszenario spricht sie Shinichi (der als seine 17-jährige Version erscheint) als „Conan-kun“ an, was ihre anhaltende Wahrnehmung von ihm als Conan Edogawa trotz seines scheinbaren Alters zeigt. Diese Darstellung unterstreicht ihre bleibende Verbindung zur Detektivarbeit und ihren kindlichen Bindungen, wobei sie ihre Rolle als unterstützende und aktive Teilnehmerin im Gruppengefüge beibehält. Diese Darstellung Ayumis im OVA entspringt Shinichis unterbewusster Vorstellung, während er Fieber und Nebenwirkungen eines experimentellen Gegengifts erlebt. Sie offenbart seine Annahmen über den möglichen Lebensweg der Menschen um ihn herum, einschließlich Ayumis anhaltender Beteiligung an der Detektivbande bis ins Jugendalter. Ihr Auftreten neben dem älteren Genta und Mitsuhiko betont die Kontinuität ihrer Freundschaften und gemeinsamen Ermittlungen in Shinichis visionärer Zukunft. Ayumis Charakterisierung bleibt konsistent mit ihren etablierten Eigenschaften und zeigt ihre Entwicklung von einer Grundschülerin zu einer selbstbewussten Oberschul-Clubleiterin, während sie ihre wesentliche Identität bewahrt.