Ki-46 по аэродинамическим и летным качествам был одним из лучших японских самолетов Второй мировой войны. Он был спроектирован Томио Кубо в ответ на запрос японских ВВС, направленный в декабре 1937 г. Требования, изложенные в запросе, были весьма суровы: нужен был быстрый, высотный, с большой дальностью полета двухмоторный разведывательный самолет со скоростью на 50 миль/ч (80 км/ч) больше, чем у последних западных одномоторных истребителей. Выполнение этих требований потребовало гениальных решений по уменьшению веса самолета и обеспечению его аэродинамических качеств. Первый прототип с 875-сильным двигателем «Мицубиси» поднялся в воздух в ноябре 1939 г. Самолет немедленно пошел в серию как Ki-46-I или армейский тип 100 модель 1, моноплан разведывательной группировки. Первые 34 самолета имели одинаковые двигатели и были вооружены единственным 7,7-мм пулеметом на подвижном креплении в задней части кабины. Машины были в основном использованы для испытательных полетов и обучения летного состава. Основная производственная серия называлась Ki-46-II. Ее модель 2 впервые совершила полет в марте 1941 г. Таких самолетов с 1080-сильными двигателями Ha-102, обеспечивавшими прекрасные летные качества, было построено 1093. Их поставка началась в июле 1941 г., сначала в летные части японских ВВС в Маньчжурии и Китае. Ki-46 (у союзников – «Дина») одновременно появился на всех театрах тихоокеанской войны. Несколько машин использовались японским ВМФ, другие были переоборудованы в 1943 г. в боевые тренировочные самолеты со вторым, приподнятым кокпитом позади пилотской кабины. В декабре 1942 г. были облетаны два прототипа Ki-46-III, и 609 машин модели 3 были полностью укомплектованы. У этих самолетов был усовершенствован фонарь носовой кабины, устранивший ступеньку перед кабиной пилота, увеличен запас топлива, убран дорсальный пулемет. В 1945 г. были построены четыре прототипа Ki-46-IVа, в основном схожие с предшественниками, но имевшие двигатели с турбонаддувом. Однако в производство они не поступили. В Нагое и позднее в Тойяме «Мицубиси» построил 1742 Ki-46. В 1944 г. значительное количество машин модели 3 стали переоборудовать в Тасикаве в истребители для обороны Японии. Переоборудование включало «ступенчатый» нос, очень похожий на нос прежних моделей, установку двух 20-мм пушек между передней и задней кабинами экипажа, 37-мм фиксированную пушку, стрелявшую вперед и назад. Ki-46-IIIб, которых было построено мало, предназначался для штурмовки наземных целей и дорсальной пушки не имел. Проекты истребителя включали Ki-46-IIIс и Ki-46–4б.