Nascida em 1982 na cidade de Sagamihara, na província de Kanagawa, Japão, Ai Tominaga se formou na Kanagawa Prefectural Hashimoto High School. Ela iniciou sua carreira em 1999 ao participar de um concurso de modelos promovido por uma revista japonesa para adolescentes. Tominaga já participou de diversas edições das semanas de moda de Nova York, Milão, Paris e Londres. Em 2004, casou-se com um chef japonês e, em 2005, deu à luz um filho. O casal se divorciou em 2009. Atualmente, Ai Tominaga reside em Tóquio.