Работа над этой, как сейчас бы сказали, глубокой модификацией «ласточки», началась ещё до принятия на вооружение собственно Ки.61. Ещё в ходе испытаний, когда последний доказал своё полное превосходство перед Ки.43 и Ки.60, эксперты Главного штаба ВВС Императорской армии предложили Такео Дои создать самолёт, которые бы значительно превосходил по своим данным «Хиен». Такой машиной должен был стать Ки.61-II, с двигателем Ха. 140. Планы создания этого двигателя родились на фирме «Кавасаки» ещё в 1942 г., когда в Японию поступила германская документации на истребители Bf109F-4 и Bf109G-2, а также двигатели DB601E и DB605A. В связи с этим предполагалось перепроектировать двигатель Ха.40 с тем, чтобы получить на взлётном режиме мощность 1500 л.с. и 1350 л.с. на высоте 5000 м. Замечу, что эти данные заметно превосходили даже характеристики DB605. При этом подразумевалось, что новый двигатель должен был сохранять достаточную мощность на высотах до 10 км, что позволило бы успешно перехватывать армады высотных бомбардировщиков, которыми во второй половине 30-х и накануне Второй Мировой бредило большинство авиационных специалистов мира.
Проект нового истребителя, который должен был иметь скорость 650 км/ч, был одобрен в конце 1942 г., а в марте 1943 г. было закончено его проектирование. Стремясь сполна реализовать обещанную мощность на большой высоте, Такео Дои полностью перепроектировал крыло, увеличив размах на 10 %, а задняя секция фонаря была увеличена для лучшего обзора. Первый планер был собран в августе 1943 г., а к январю 1944-го — ещё 10. Как нетрудно было догадаться, разработчиков подвели двигателисты. Пытаясь «выжать» из конструкции DB601, который, кстати, и так работал в достаточно напряжённом тепловом режиме, лишние 400 л.с., инженеры моторостроительного отделения «Кавасаки» столкнулись с небывалыми трудностями. В итоге, к началу 1944 было изготовлено и признано условно годными к эксплуатации лишь восемь двигателей, которыми и были оснащены опытные машины.
При испытаниях первого лётного образца Ки.61-II были получены настолько плохие результаты, что произойди это в средневековой Японии — Такео Дои впору было бы подумать о священном ритуале сепуку (получившего у европейцев название харакири). Самолёт отличался чрезвычайно плохой управляемостью и устойчивостью в полёте, конструкция крыла, как выяснилось, была недостаточно прочной, моторама не выдерживала положенных нагрузок, но главное, сам двигатель постоянно выходил из строя. Получив такие, поистине «убийственные» результаты, Такео Дои и Син Овада лихорадочно принялись работать над проблемами прочности и управляемости. В результате, девятый прототип был подвергнут серьёзной переделке. Для сохранения путевой устойчивости увеличили площади киля и длину фюзеляжа, а крыло заменили обычным от Ки.61-1. Принятый комплекс сравнительно простых мер дал свои результаты — поведение самолёта в воздухе пришло в норму.
Впервые взлетевший в апреле 1944 г. Ки.61-Икай ко — такое обозначение получил модифицированный уже при рождении самолёт — показал себя достойным противником американских истребителей и грозой бомбардировщиков. При стабильной работе двигателя Ха. 140 самолёт разгонялся до 610 км/ч на высоте 6000 м, способен был вести маневренный бой на высоте до 10 километров, имел потолок в 11 километров, а высоту в 5000 м набирал за 6 минут. Состав вооружения был таким же, как и у Ки.61-1: пара синхронных 20-мм пушек над двигателем и пара 12.7-мм пулемётов в крыльях, причем в дальнейшем планировалось крыльевые пулемёты заменить пушками. Оговорка насчёт двигателя не случайна: в условиях отсутствия квалифицированной рабочей силы и катастрофической нехватки решительно всех материалов фирма «Кавасаки» так и не смогла обеспечить надёжной работы выпускаемых двигателей нового образца.
Те же, что производились, представляли собой, строго говоря, штучные изделия, поэтому производство планеров Ки.61 — II всегда опережало производство двигателей к ним, и в итоге из 354 планеров Ки.61 — II только 99 получили силовые установки. Позже «безголовые» планера стали основой для нового истребителя — Ки.100, а пока японские лётчики предпринимали героически, но тщетные усилия, чтобы остановить волны американских бомбардировщиков, регулярно появлявшимся над японскими островами.