В общей сложности за время боев на Халхин-Голе 33- й сентая записал на свой счет 41 сбитый вражеский самолет (и ещё восемь вероятных воздушных побед). Собственные потери составили три погибших пилота.
В середине сентября на пути к Номонгану находился также 9-й сентай (три отряда, 30 самолетов Ки-10). Однако к месту назначения он прибыл уже после окончания боевых действий, и вскоре возвратился в Корею.
Процесс вывода Ки-10 из частей первой линии растянулся до конца 1940 г. Осенью 1939 г. началось перевооружение 33-го и 77-го сентаев, в середине 1940 г. - 13-го, а в сентябре - 9-го сентаев. Осенью 1940 г. новую технику начали получать 4-й и 5-й сентаи, в течение нескольких месяцев параллельно эксплуатировавшие Ки-27 и Ки-10.
После вывода из боевых частей довольно много Ки-10 попали в учебные заведения: летные школы в Акэно (префектура Мие) и Кумагая (префектура Саитама), авиационную академию в Токородзаве (префектура Саитама; в мае 1938 г. переведена в Тойооку), школу авиационных механиков в Токородзаве. Точно не установленное количество Ки-10 в конце 30-х гг. было передано Маньчжоу-Го. Последние маньчжурские Ки-10 летали до 1944 г.
В Японии к моменту начала войны на Тихом океане в боевых частях уже не было ни одного Ки-10. В школах и вспомогательных частях они достаточно широко эксплуатировались до 1942-1943 гг., хотя отдельные экземпляры летали практически до конца войны. В системе кодов союзников Ки-10 присвоили название «Перри».
Советские авиаторы получили возможность ознакомиться с японским истребителем в 1938 г., когда в их руки попал практически неповрежденный Ки-10-II. Вероятнее всего, это была машина сото Сигэру Маэды из 9-го отдельного отряда, совершившего вынужденную посадку 30 апреля в районе Донгиня. Самолет доставили в НИИ ВВС под Москвой, где 19 июня приступили к его тщательному изучению. Интересно, что хотя самолет и двигатель были верно идентифицированы как «тип 95», с их авторством советские специалисты напутали. Создание самолета приписали фирме «Накадзима», поэтому в советских отчетах его именовали «Накадзима-95бис» (И-95). В двигателе был безошибочно опознан лицензионный вариант BMW IX, но почему-то решили, что выпустила его фирма «Мицубиси». Примерной датой выпуска самолета была определена осень 1937 г.
Среди летчиков, опробовавших «И-95» в полете, были майоры С. Супрун, П. Стефановский, старший лейтенант А. Кубышкин. Общее руководство испытаниями осуществлял военижинер 2-го ранга М. Вахрушев. В ходе испытаний проводились имитационные воздушные бои с истребителями И-15 и И-16, разведчиком Р-10, бомбардировщиком ДБ-3. 10 сентября в ходе одного из таких боев с самолетом И-15, происходившим на высоте 200-300 м, Ки-10-11 свалился на крыло и не смог выйти из пикирования. В результате удара о землю самолет был полностью разрушен, а пилотировавший его М. Вахрушев погиб. К тому времени на «И-95» успели выполнить 71 полет, налетав 37 часов (время работы двигателя на земле и в воздухе составило 43 часа 15 минут).
В СССР «И-95» был тщательно обмерян и взвешен. Удалось снять и летные данные, причем полученные цифры в некоторых случаях существенно разнятся от тех, что встречаются в публикациях, в том числе и японских. Согласно советским отчетам, самолет в полностью снаряженном виде (заправленный и с боекомплектом), но без радиостанции и кислородного оборудования, весил 1883 кг. Площадь крыльев определили в 24,39 кв. м (14,75 кв. м - верхнее крыло и 9,64 кв. м - нижнее). У земли максимальная скорость составляла 300 км/ч, на высоте 3000 м - 359 км/ч, а на 5000 м - 374,5 км/ч. Наивысшая скорость - 377 км/ч - отмечалась на высоте 4100 м. Время набора высоты 1000 м составляло 1 мин 48 с, 3000 м - 5 мин, 5000 м - 8 мин 24 с. Практический потолок достигал 920 м. Длина разбега составляла 345 м, пробега - 700 м (с применением тормозов - 520 м).