Несмотря на необыкновенное сходство с истребителями Ki-43 и Ki-44, Ki-84 был совершенно новым одноместным самолетом, спроектированным под руководством Т. Коямы для замены своих предшественников. С учетом боевого опыта большое внимание было уделено таким деталям, как бронезащита, самозаклеивающиеся топливные баки, кроме того, Ki-84 был гораздо прочнее. Несмотря на ряд трудностей с двигателем «Хомарэ», в воздушных боях над Тихим океаном на высотах около 9000 м «Хейэйт» вполне соответствовал лучшим американским истребителям. Первые два прототипа Ki-84 были облетаны в апреле 1943 г., и вскоре первая партия из 83 самолетов поступила в боевые части для оценки их боевых и летных качеств. Поставки в японские ВВС начались в апреле 1944 г., и истребитель (союзники прозвали его «Франк») через пять месяцев впервые принял участие в боевых операциях. Все три модификации самолета имели одинаковые двигатели, различие было только в вооружении. Модель 1А имела 12,7-мм в носовой части и 20-мм пулеметы в крыльях, на модели 1B все четыре пулемета были калибра 20 мм, а модель 1С была снабжена пушками 30-мм калибра в крыльях. «Хейэйт» использовался как дневной и ночной истребитель, пикировщик и штурмовик, но не мог полностью раскрыть свои возможности из-за не «доведенного» двигателя «Хомарэ», который на высоте свыше 30 тыс. футов снижал мощность, шасси тоже были слабоваты. Было предпринято несколько попыток создать более легкую модификацию «Хейэйта», но закончились они утяжелением оригинала. Были использованы цельнодеревянный Ki-106, стальной Ki-113 и смешанной конструкции Ki-84-II. Все проекты остались незавершенными. Самым многообещающим проектом был Ki-114, разработанный «Мансуи». Он имел двигатель HА-122II и, несмотря на увеличенную длину и большую площадь хвостового оперения, был на 10 % легче Ki-84-Iа. Всего японские ВВС получили 3470 «Хейэйтов»: «Мансуи Хикоки» построил около сотни, но большинство было создано на заводах «Накадзима Ота» и «Утсономия».
«Райден» был первым самолетом японского ВМФ, спроектированным исключительно как перехватчик, хотя до 1938 г. эта функция считалась типичной для армейской авиации. Проект был предложен в апреле 1940 г. и 20 марта 1942 г. первый из трех прототипов с 1430-сильным радиальным двигателем «Касэй 13» поднялся в воздух. Испытания показали, что летные качества не соответствовали предъявленным требованиям, механизм убирания шасси был ненадежен, двигатель далек от совершенства, и обзор из кокпита, особенно во время посадки, совершенно неудовлетворителен. Начиная с четвертого экземпляра поставили более выпуклый фонарь кокпита, 1827-сильный двигатель «Касэй 23а» и ввели ряд других усовершенствований. Под кодом модель 11 в октябре 1942 г. самолет был запущен в производство. Несмотря на продолжавшиеся неполадки с двигателями и гибель нескольких машин во время испытаний, было построено 159 моделей 11, и самолет был взят на вооружение. Наиболее распространенными (на «Мицубиси» был построен 281 самолет) были модели 21 и 21А. На одной из последних моделей установили более выпуклый фонарь кабины – это была модель 31А. В мае 1944 г. был закончен экземпляр модели 33 с 1820-сильным мотором «Касэй 26а» и вооружением в крыльях, уменьшенным до двух 20-мм пушек. Эта модификация оказалась лучшим высотным перехватчиком во время войны, и в послевоенных американских отчетах говорилось о «великолепной скорости набора высоты» и «замечательной управляемости». Дизайн самолета доказал свое совершенство, но задержка в поставках двигателя «Касэй 26а», который был ключом к успеху машины, задержал сборку более 35 самолетов. От попыток установить этот двигатель на следующих моделях отказались. Два прототипа были построены для изучения преимуществ двигателей с турбонаддувом, но и этот проект был заброшен. «Райден» (союзники прозвали его «Джек») использовался исключительно при защите японских островов, но воевал и в кампании на Марианах в 1944 г.