Ki-45 第 3 架原型机夸张的发动机舱，与 Fw 190 原型机有类似之处
1940 年 4 月航空本部指示川崎在一架未完成的机体上安装两具中岛 Ha-25 14 缸星形发动机，Ha-25 在 2,500 米高度功率 1,050
马力，起飞功率 970 马力，功率比 Ha-20 乙大，直径却更小。川崎正担心整个项目被取消，于是欣然接受，将新发动机安装在第 7 具机体（c/n
4507）上，并按 NACA 规范重新设计了发动机罩，使用了小型桨毂盖。Ha-25
的单级增压器进气口设置在引擎舱外侧的机翼前缘，滑油散热器设置在引擎舱下方。这架飞机也采用电动主起落架，机轮可完全收入发动机舱中。无论从哪方面来看，新机较前 3
架原型机改动甚大，于是就有了一个奇怪的日式称呼“Ki-45 第一次性能提升型”。但该机运气不佳，在 1940 年 7
月的首飞中引擎罩鳃片飞脱，迫使飞行员紧急着陆，导致起落架折断，螺旋桨和翼尖受损。一个月后飞机才修复，此时又有安装新发动机的
4504，4505，4506，4508 和 4509 加入试飞工作。试飞表明引擎舱乱流和阻力问题已经解决，飞机达到了速度要求，其中一架原型机飞出了 520
公里/小时（3,500m）的速度。
换装了中岛 Ha-25 发动机的 Ki-45 第一次性能提升型。图中这架是使用第 9
架机体改装而来，重新设计了发动机舱