Новый легкий бомбардировщик должен был развивать максимальную скорость 260 км/ч на высоте 3000 м. Потолок должен был составлять 7000 м. При скорости 240 км/ч на высоте 3000 м самолет должен был иметь продолжительность полета 4,5 часа с бомбовой нагрузкой 300-500 кг либо 6 часов - без бомб. Кроме того, требовалась высокая маневренность, особенно - возможность выполнения виражей малого радиуса на небольшой высоте. Необходимой являлась легкость пилотирования, в том числе при осуществлении взлетов и посадок ночью. Также самолет должен был иметь возможность не только продолжать полет с одним неработающим двигателем, но и разворачиваться в сторону работающего двигателя, что для авиации того времени было значительным достижением. В качестве силовой установки предписывалось применить лицензионные моторы «Юпитер», производившиеся фирмой «Накадзима». На проектирование и постройку двух прототипов отводилось менее года - самолеты следовало изготовить к июлю 1933 г.
Разработкой легкого бомбардировщика занялась та же конструкторская бригада во главе с Нобусиро Накатой, что и проектировала тяжелую машину. При этом легкий бомбардировщик гораздо больше напоминал прототип, положенный в основу обеих машин - «Юнкере» К37: хотя фюзеляж подвергся значительным переделкам, крыло осталось практически без изменений, только элероны были несколько доработаны. Хвостовое оперение было двухкилевым, но в отличие от Ки-1 кили находились только над стабилизатором (на Ки-1 их нижние части были ниже стабилизатора). Как кили, так и стабилизатор были подкреплены подкосами. В носовой части фюзеляжа предусматривалась установка шарообразной пулеметной башни, обслуживаемой бомбардиром. Кабины двух других членов экипажа (пилота и бортстрелка) были открытыми. По сравнению с К37 предполагалось значительно увеличить углы обстрела нижней пулеметной установки. На стадии предварительного проектирования рассматривалась возможность оборудования самолета убирающимся шасси, но, в конце концов, её отвергли как преждевременную. Однако, некоторой доработке шасси все-таки подвергли - на его основных стойках применили современные масляно-пневматические амортизаторы вместо устаревших резиновых. Крыло и хвостовое оперение выполнили легкосъемными - для обеспечения возможности перевозки самолета железнодорожным транспортом.
Вместо предписанных моторов «Юпитер» конструкторы «Мицубиси» предложили для легкого бомбардировщика новые 14-цилиндровые двигатели собственной разработки, проходившие под фирменным индексом А4 (впоследствии - флотские моторы «Кинсей»), Согласно расчетам, самолет с такой силовой установкой мог развить скорость до 270 км/ч. Впервые в армейской авиации двигатели должны были получить обтекатели - кольца Тауненда. Топливную систему спроектировали по аналогии с Ки-1 - она состояла из дюжины небольших баков общей емкостью 1490 л, расположенных в фюзеляже и центроплане. При подвеске максимальной бомбовой нагрузки фюзеляжные баки не заправлялись, что уменьшало запас топлива на 403,5 л.
Стрелковое вооружение бомбардировщика включало два 7,7-мм пулемета «тип 89» на кольцевых турелях в носовой части фюзеляжа и сверху, за кабиной пилота. Нормальная масса бомбовой нагрузки составляла 300 кг, максимальная - 500 кг. Вся она размещалась на внешней подвеске - на держателях под фюзеляжем и под внешними частями крыла. В отличие от тяжелого бомбардировщика, максимальный калибр подвешиваемых бомб составлял лишь 100 кг. Типовые варианты бомбовой загрузки приведены в таблице.
Количество х калибр бомб
Подвеска под крылом
Подвеска под фюзеляжем
Суммарная масса бомбовой нагрузки
20x15 кг
20
-
300 кг
20x25 кг
20
-
500 кг
6x50 кг
-
6
300 кг
10x50 кг
4
6
500 кг
3x100 кг
-
3
300 кг
5x100 кг
-
5
500 кг
В ноябре 1932 г. эскизный проект легкого бомбардировщика представили военным, которые потребовали внести в него ряд изменений. Прежде всего, пришлось отказаться от идеи установки моторов «Мицубиси» - заказчик настоял на применении 9-цилиндровых двигателей «Накадзима» «Юпитер» VII мощностью 450/570 л.с., снабженных нагнетателями. Они должны были получить кольца Тауненда и приводить в действие двухлопастные деревянные винты. Также представители заказчика сочли носовую пулеметную башню чересчур сложной для легкого бомбардировщика, порекомендовав вернуться к обычной открытой турельной установке (как на К37 и Ки-1). Кроме того, с учетом возможного применения в зимних условиях предписывалось предусмотреть возможность установки легкосъемного фонаря над кабиной пилота, а двигатели снабдить жалюзи, регулирующими приток воздуха. Военные также предписали ликвидировать нижнюю огневую точку, а углы обстрела верхней увеличить за счет уменьшения высоты хвостовой части фюзеляжа.