1939年1月初第一架Ki-45原型機（c/n4501）在岐阜工廠下線，完成短暫的地面試驗之后就開始試飛。飛機安裝兩具中島Ha-20乙原形發(fā)動機，是按許可證生產(chǎn)的英國布里斯托“水星”，起飛功率790馬力，3,900米高度時額定功率820馬力。發(fā)動機容納在具有典型布里斯托風(fēng)格的巨大引擎罩中，驅(qū)動兩副3葉變距螺旋槳，沒有槳轂蓋。是日本陸軍唯一可以使用的夜間戰(zhàn)斗機。
1942年初開始在西南太平洋戰(zhàn)區(qū)參戰(zhàn)，1944年參加菲律賓和日本本土的防御作戰(zhàn)。除了執(zhí)行夜間戰(zhàn)斗機任務(wù)外，還可以攜帶少量炸彈并使用機上機關(guān)炮執(zhí)行對地攻擊任務(wù)和反艦任務(wù)。
