Орочимару — гений, чей характер сформировался под влиянием ранней смерти родителей и ужасов Второй мировой войны ниндзя. Цунаде называет его «испорченным» даже в детстве. Его главная цель — изведать все тайны мира и овладеть всеми техниками, для чего он стремится к бессмертию. Он презирает хрупкость человеческой жизни и считает, что только вечность позволит достичь истинного знания. В нём развился богоподобный комплекс: он ценит лишь себя и тех, кто служит его целям. К своим подчинённым относится как к расходному материалу, но при этом может проявлять искренний интерес к их развитию, если видит потенциал. Орочимару садистичен, любит сеять страх и наблюдать за страданиями других, но делает это не из простой жестокости, а из научного любопытства. Он высокомерен и склонен недооценивать противников, что иногда приводит к серьёзным последствиям (как в битве с Итачи или с Хирузеном). В то же время он обладает проницательным умом и стратегическим мышлением. Предательство для него естественно: он без колебаний убил Четвёртого Кадзэкаге, чтобы манипулировать Сунагакурэ, и покинул Акацуки, когда понял, что не может получить тело Итачи. Его отношение к Саске — смесь восхищения гением и хищнического желания завладеть его телом. Орочимару — коллекционер «редких экземпляров»: людей с уникальными способностями (Кимимаро, Дзюго, Саске), которых он накапливает как ресурсы.
