Mami Tomoe ist eine Schülerin im dritten Jahr der Mitakihara-Mittelschule und eine erfahrene Magical Girl, die schon lange vor den Ereignissen der Geschichte gegen Hexen kämpft. Sie ist das erste erfahrene Magical Girl, das die Protagonistin Madoka Kaname und ihre Freundin Sayaka Miki treffen, nachdem sie in eine Hexenbarriere gezogen wurden. Mami rettet sie und bietet später an, sie zu unterweisen, wobei sie die Pflichten und Belohnungen eines Magical Girls erklärt, während sie die Entscheidung, einen Vertrag mit dem Wesen namens Kyubey zu schließen, ganz ihnen überlässt.

Ihre persönliche Geschichte ist von Tragödien geprägt. Sie verlor beide Eltern bei einem Autounfall und überlebte nur, weil sie einen Vertrag mit Kyubey schloss und sich wünschte zu leben. Dieser Wunsch rettete ihr Leben, ließ sie aber völlig allein zurück, da sie allein in einer Wohnung lebt. Diese Herkunft prägt fast jeden Aspekt ihres Charakters. Sie trägt ein tiefes Schuldgefühl, nur sich selbst gerettet zu haben, und kämpft mit einer intensiven Angst vor dem Alleinsein. Um damit umzugehen, hat sie eine öffentliche Persönlichkeit als anmutige, zuverlässige und fröhliche Oberstufenschülerin aufgebaut. Sie präsentiert sich als jemand, der aus aufrichtigem Wunsch, andere zu beschützen, gegen Hexen kämpft, und sie hält an einem idealisierten Bild fest, wie ein Magical Girl sein sollte: elegant, mutig und selbstlos.

Unter dieser gefassten Fassade ist Mami jedoch emotional zerbrechlich und tief einsam. Sie hat sich nach Gefährten gesehnt, die ihre Last teilen und ihr Leben verstehen würden. Als Madoka den Wunsch äußert, ein Magical Girl zu werden, damit sie gemeinsam kämpfen können, ist Mami überwältigt vor Freude über die Aussicht, nicht mehr allein zu sein. Diese Verletzlichkeit ist zentral für ihre Motivationen. Sie sehnt sich nach Verbindung und Bestätigung, und ihre gesamte Identität als heldenhaftes Magical Girl ist teilweise ein Weg, ihrem Überleben einen Sinn zu geben und die emotionale Leere zu füllen, die der Tod ihrer Familie hinterlassen hat.

In der Erzählung dient Mami als erstes Modell dessen, was ein Magical Girl zu sein scheint. Ihre Kompetenz und Freundlichkeit inspirieren Madoka und Sayaka, und ihre Präsenz etabliert zu Beginn einen hoffnungsvollen, fast märchenhaften Ton. Ihr plötzlicher und brutaler Tod durch die Hexe Charlotte markiert einen großen Wendepunkt in der Geschichte. Er offenbart die wahre Gefahr, ein Magical Girl zu sein, und zerstört die Illusion eines sicheren, glamourösen Lebens. Aufgrund ihres frühen Ausscheidens fungiert sie als Katalysator für die dunkleren Enthüllungen, die folgen. Ihre Abwesenheit verfolgt die anderen Charaktere, besonders Madoka, und ihr Schicksal wird zu einem Schlüsselteil des Kommentars der Geschichte über die Kosten der Hoffnung und die Natur des Opfers.

Mamis wichtigste Beziehungen sind zu Madoka Kaname, Sayaka Miki, Kyoko Sakura und Homura Akemi. Gegenüber Madoka und Sayaka agiert sie als fürsorgliche, aber etwas einsame Mentorin, die begierig darauf ist, ihre Welt mit ihnen zu teilen. Mit Kyoko Sakura verbindet sie eine Vergangenheit als ehemalige Partnerin und Lehrerin. Die beiden kämpften einst zusammen, aber ein Konflikt über ihre unterschiedlichen Philosophien bezüglich der Nutzung von Magie für egoistische Zwecke trieb sie auseinander. Diese angespannte Beziehung wird in erweitertem Material weiter erforscht und zeigt, dass Mamis größte Angst darin besteht, wieder zurückgelassen zu werden. Mit Homura Akemi ist Mamis Beziehung oft von Misstrauen und Konflikten geprägt. In alternativen Zeitlinien, in denen sie die Wahrheit darüber erfährt, dass Magical Girls zu Hexen werden, reagiert sie mit Verzweiflung und Feindseligkeit und greift sogar andere Magical Girls an in einem verzweifelten Versuch, dieses Schicksal zu verhindern.

Mami durchläuft in verschiedenen Versionen der Geschichte eine bedeutende Entwicklung. In der Hauptzeitlinie erfährt sie nie die ganze Wahrheit und stirbt im Glauben, Menschen zu beschützen. In anderen Zeitlinien treibt sie das Wissen, dass Magical Girls schließlich zu Hexen werden, in den Wahnsinn oder zwingt sie, sich der Hohlheit ihrer Ideale zu stellen. In erweiterten Werken wird gezeigt, wie sie sich ihrer Schuld stellt, allein überlebt zu haben, und erkennt, dass sie sich in Wirklichkeit nicht danach sehnte, ein Held zu sein, sondern einfach jemanden an ihrer Seite zu haben. Diese Erkenntnis führt sie dazu, ihr starres Bild von Gerechtigkeit aufzugeben und echte menschliche Verbindungen zu suchen, selbst wenn das bedeutet, ihre eigene Verletzlichkeit zu akzeptieren.

Als Kämpferin ist Mami hochqualifiziert und erfahren. Ihre Hauptfähigkeit ist das Beschwören und Manipulieren von Bändern, mit denen sie Feinde fesseln, Konstrukte erschaffen oder sich in die Luft heben kann. Sie kombiniert diese Bänder mit einem Arsenal magisch erschaffener Steinschloss-Musketen und Gewehre, die sie in großer Zahl beschwören und in schneller Folge abfeuern kann. Ihr charakteristischer Finishing-Move, bekannt als Tiro Finale, ist ein massiver Kanonenschlag, den sie einsetzt, um mächtigen Hexen den letzten Schlag zu versetzen. In Bestform und ohne die emotionale Last der Einsamkeit gilt sie als eines der mächtigsten Magical Girls der Umgebung, fähig zu Leistungen wie dem Vorhersagen und Ausweichen von Angriffen, während die Zeit angehalten ist, und dem Überlisten hoch erfahrener Gegner. Ihr Kampfstil ist elegant und theatralisch, oft mit einem Tanz verglichen, und spiegelt ihren Wunsch wider, ihre gefährliche Arbeit schön und kontrolliert erscheinen zu lassen.