Задача для сравнительно небольшого коллектива Киро Хоне была неподъемной, так как они еще отвечали за модернизацию предыдущей модели. В результате было решено отдать приоритет модернизации G3M2. На самолет была установлена большая башня с 20-мм пушкой "тип 99 модель 1", а нижняя башня - в выпущенном состоянии резко увеличивающая воздушное сопротивление машины - была заменена двумя боковыми блистерами с 7,7-мм пулеметами "тип 92", стоявшими сразу за задней кромкой крыла. Передняя же убираемая башня с 7,7-мм пулеметом была сохранена. Под новое вооружение был доработан один самолет G3M2 "модель 21", и его испытания позволили запустить в серию, начиная с 399-го самолета, новую модификацию "бомбардировщик морской тип 96 модель 22" (краткое обозначение самолета G3M2b широко использовалось, но не было официальным). В серии на G3M2 левый блистер был сдвинут назад, чтобы бортовые стрелки не мешали друг другу, а из боковых окон кабины штурмана можно было использовать четвертый 7,7-мм пулемет. Другие изменения, внесенные в новую модель, касались в основном вспомогательного оборудования, а внешне изменился контур хвоста из-за исключения уступа в нижней части под выдвигающуюся башню. Самолет также, как и "модель 21", оснащался двигателями "Кинсей"-45 мощностью 1075 л.с.
Пока решался вопрос, что делать из нового G4M1 - бомбардировщик или истребитель, Мицубиси продолжала производство "типа 96 модель 22". Но по мере разворачивания выпуска G6M1 и возрастания вероятности запуска в серию G4M1, Мицубиси получила указание передать производство G3M2 "модель 22" на Накадзиму, которая должна была стать единственным производителем самолетов этого типа. В результате Мицубиси поставила свой-последний G3M2 в феврале 1941 г. Всего фирма выпустила 636 самолетов, включая 21 опытный Ка-15, 34 G3M1 "модель 11", 343 G3M2 "модель 21" и 238 G3M2 "модель 22". В апреле того же года Накадзима поставила свой первый G3M2 "модель 22", который выпускался в течение нескольких месяцев, пока его не сменил G3M3 "модель 23". Последний самолет был самым быстрым и с наибольшей дальностью среди машин серии. Он отличался установкой 1300- сильных двигателей Мицубиси "Кинсей"-51 и увеличенной емкостью баков - с 3694 до 5182 л. Поставки этой модели продолжались до февраля 1943 г, когда Накадзима выпустила последний G3M.
Небольшое число устаревших G3M1 было переделано в транспортные G3Mld или G3M1-L, a G3M1 и G3M2 переделывались в гражданские пассажирские самолеты для использования на авиалиниях компании "Великая Япония", а также в рекордные самолеты. Наиболее известным из них стал 328-й G3M "модель 21", который под регистрацией J-BACI и с собственным именем "Япония" облетел вокруг мира в конце лета-начале осени 1939 г, покрыв за 194 летных часа 60000 км. Однако наиболее распространенными транспортными вариантами самолета стали L3Y1 и L3Y2 разработки первого технического военно-морского арсенала в Йокосуке и производимых на первом морском арсенале в Касумигауре. L3Y1 переделывались из бомбардировщиков с двигателями "Кинсей"-3, a L3Y2 из варианта с двигателями "Кинсей"-45. Оба самолета получали по каждому борту ряд иллюминаторов и входную дверь слева, которая могла использоваться для выброски парашютистов. После первых встреч с ними союзники по ошибке определили их как Мицубиси Ки-33 "транспортный самолет тип 96".
К декабрю 1941 г японский флот имел 204 бомбардировщика Мицубиси G3M2 моделей 21, 22 и 23, еще 44 машины были в запасных частях. Они широко использовались в первых налетах на американские и английские базы в Юго-Восточной Азии и на островах Тихого океана. Но по мере замены на G4M они все чаще использовались в качестве буксировщиков планеров, учебных бомбардировщиков, а также в качестве патрульных самолетов, причем в последнем случае они оснащались локаторами.
Тип: пятиместный дальний морской бомбардировщик.
Двигатели: два 14-цилиндровых воздушного охлаждения Мицубиси МК8 "Кинсей"-51 с 3,4-м винтами изменяемого шага. Мощность двигателей 1300 л.с. на взлете, 1200 л.с. на высоте 3000 м.
Вооружение: одна 20-мм пушка "тип 99 модель 1 " в блистере на фюзеляже, по одному 7,7- мм пулемету итип 92" в двух боковых блистерах, верхней убираемой башне и в кабине у штурмана; до 800 кг бомб или 800-кг торпеда на внешней подвеске.
Максимальная скорость: 415 км/ч на высоте 5900 м.
Крейсерская скорость: 295 км/ч на высоте 4000 м.
Время наборы высоты 3000 м: 5,5 мин.
Потолок: 10300 м.
Дальность полета: 6200 км.
Вес: пустого - 5250 кг, взлетный - 8000 кг.