1936 年 7 月进行的对比试验证明：川崎的 Ki-28 飞行速度较 Ki-27 快，飞行机动性以 Ki-27 为最好。随即，日本陆军订购了 10 架预生产型进行进一步试验，最终定名为“97”式战斗机甲型。后来，将甲型的开敞式座舱改为中段滑动开启的封闭式座舱，即 Ki-27-乙型。一共制造 3,999 架，中岛生产 2,020 架,另外在侵占我国东北的哈尔滨建立的满洲飞机公司生产 1,379 架，生产持续到 1942 年末。
Ki-27 1938 年 3 月参加侵华战争，与中国空军和苏联自愿空军的 I-16 对抗。太平洋战争爆发后，参加入侵缅甸、马来西亚、荷属东印度群岛、菲律宾。随后退出第一线，由本土的二线部队和航空学校装备，最终当成自杀飞机使用。
飞机资料 （97式战斗机乙型 [Ki27乙] ）
翼 面 积：１８．６０ｍ 2
自 重：１，１１０ｋｇ
最大重量：１，７９０ｋｇ
最大航速：４６０ｋｍ／ｈ（高度５，０００ｍ）
续航距离：８００ｋｍ
上升限度：１０，０００ｍ
螺 旋 桨：2 叶定速螺旋桨
发 动 机：标称610马力 中岛97式（HA1乙）气冷9缸星型发动机 ×1
乘 员：1名
武 装：7.7mm机枪×2
总生产数：3386架
主要型号
甲型（Ki27甲）： 初期生产型
乙型（Ki27乙）： 改善了座舱后方视野的后期型
97式练习战斗机： 退出第一线充当新飞行员训练机的Ki27