Desde a pré‑escola, Heiji Hattori e Kazuha Toyama cresceram lado a lado, sendo praticamente inseparáveis e mantendo um interesse mútuo que vai além da amizade. Ambos frequentaram a mesma escola desde cedo e não demonstraram ter amizades próximas fora dos laços com Shinichi e Ran; Heiji ainda mantém uma rivalidade com Okita, outro praticante de kendo. A dupla passa grande parte do tempo juntos: Kazuha costuma aparecer quando Heiji visita os Mouri ou vice‑versa, e frequentemente é capturada ao lado dele em investigações criminais.

Kazuha e Heiji usam amuletos gêmeos de boa sorte que ela confeccionou com pedaços da corrente das algemas que os uniram temporariamente na infância. Quando o outro demonstra interesse por outra pessoa, ambos mostram ciúmes, mesmo sem estarem oficialmente num relacionamento romântico. Todos os colegas do ensino médio comentam que eles formam um casal e, curiosamente, os pais de cada um se conheceram antes mesmo de nascerem, tornando as famílias muito próximas.

Durante a juventude, Heiji teve a infeliz ideia de trancar-se junto com um conjunto de algemas antigas sem chave, impossibilitando o desbloqueio. Assim, eles forçaram a passar tempo juntos involuntariamente, até em situações íntimas como visitas ao banheiro antes que as algemas fossem removidas. Para lembrar desse episódio e atrair boa sorte, Kazuha criou dois encantos idênticos, cada um contendo um elo da corrente das algemas, que ela e Heiji usam desde então. Mais tarde, ela adicionou uma foto de Heiji à sua bolsa de charme.

Kazuha tem temperamento ardente e pode ser altamente crítica com as pessoas ao seu redor. Ela é reconhecida por sua inteligência aguçada; em um episódio, deduziu rapidamente uma mensagem moribunda mais rápido do que Ran ou Kogoro, embora tenha contado com pequena ajuda de Heiji. Além disso, ela é bastante conflituosa e não hesita em expressar seu desgosto, mesmo confrontando Heiji em banheiro masculino. Essa característica provoca brigas frequentes, mas também fortaleceu sua amizade com Ran, apesar da primeira profunda rejeição quando Kazuha acreditou que Ran era a nova namorada de Heiji.

Expressar afeto e aprovação é mais difícil para ela, especialmente em relação a Heiji: embora esteja plenamente consciente dos sentimentos que nutre por ele, depois de algumas tentativas iniciais de negar esses sentimentos a Ran, Kazuha discute abertamente seu amor por Heiji com ela. Contudo, quando surge uma boa oportunidade para falar diretamente com ele, ela entra em pânico e tenta fingir que eles são apenas amigas íntimas. Apesar de já ter tentado e falhado em confessar duas vezes, Kazuha permanece determinada a deixar seus sentimentos claros para Heiji um dia.

Kazuha também acredita firmemente em espíritos, amuletos da sorte e outras superstições. Desde sua primeira experiência, ela demonstrou a importância do seu omamori e do de Heiji, encantos que ela criou para protegê-los do mal. Em fato, durante o caso em que isso foi revelado, Heiji emprestou Conan seu omamori; o metal dentro do charme interrompeu uma lâmina de faca que poderia ter matado Conan. Em episódios subsequentes, Kazuha rapidamente atribui sombras misteriosas e eventos estranhos a fantasmas ou espíritos malignos, o que costuma enviar Ran em pânico, embora ela mesma não tenha medo mórbido dos fantasmas tanto quanto Ran.