灰原哀真名为宫野志保，而姓氏“宫野”则确定取自日本女性推理小说家宫野村子。灰原哀是日英混血儿，其父亲是人称“被科学界放逐的疯狂科学家”的宫野厚司（Miyano Atsushi），母亲为人称“堕落地狱的天使”的宫野艾莲娜（Miyano Irene），两人都是黑暗组织内的科学家，在她出生后不久丧生。她在组织命令下赴美留学，也成为组织内的一名科学家，代号Sherry，使工藤新一缩小为江户川柯南的神秘药物APTX4869即为她所研制，且是她将工藤新一的服用药物结果从“不详”改为“死亡”，而让黑暗组织暂时放弃寻找工藤新一。因唯一的亲人，姐姐宫野明美（Miyano Agemi，假名广田雅美）在十亿日圆抢劫案中被组织成员GIN杀害，所以她中止了药物的研究以示抗议；在被关押等候组织处置过程中，她吞下偷藏的APTX4869自尽，却幸运地被缩小得以逃脱。

逃出组织的宫野志保为寻找相同遭遇的工藤新一而晕倒在他家门口，被阿笠博士救起并收留，寄住在阿笠博士家。阿笠博士采用名字来源于菲利斯·詹姆斯的推理小说中的女侦探Cordelia Gray的“Gray（灰色）”和Sara Paretsky作品中的女侦探V.I. Warshawski的“I”，为她取化名“灰原爱”，但她自己坚持用同音的“哀”来代替“爱”，从此她化名灰原哀并就读于柯南所在的帝丹小学一年B班，成为少年侦探团的一员。 灰原哀博学聪慧，平常十分冷静而理性化，爱揶揄柯南，大部分时间用于在博士家的地下室进行APTX4869的解药和其他研究。但并不缺少激情，偶尔会装哭和吓唬柯南，也喜爱女性时尚用品，同时又因扰心自己被组织追杀而连累到身边的人，而希望可以因自己的死亡来逃避，但数次被柯南和少年侦探团所阻止。灰原哀是少数知道柯南就是新一的人之一，曾多次帮助柯南在起了疑心的小兰面前隐瞒真实身份。曾自称自己是人人讨厌的“鲨鱼”，而不像毛利兰是“海豚”一样受人喜好。