Ai Otsuka nació en la Prefectura de Osaka, donde vivió toda su infancia. Desde los cuatro años de edad comenzó a tocar el piano, el cual se convertiría más adelante en una de sus pasiones. Al acabar la secundaria Ai siguió la carrera de artes en la Universidad de Osaka, y también estudió para ser profesora de preescolar. Desde antes de la adoslecencia había comenzado a escribir y componer sus propias canciones, y a los 20 años decidió finalmente probar suerte de manera profesional como cantante, pero continuando con sus estudios.