受Ki21的机体设计，但要求三菱必须把引擎更换成中岛制造的Ha-5发动机，同时运用一部分Ki19较为优异的设计（机首机枪座外型、炸弹舱构型等）来改善性能。结合两家设计的改良型Ki21在1937年测试时一举突破1935年推出、动力及规格略于伯仲之间的九六式陆上攻击机性能表现；同时因为成功吸收了竞争对手的技术，让三菱设计轰炸机的能力更加完整。完成测试的机种在1937年正式採用，并定名为九七式重爆击机一型（キ21-I）。然而，复列式14汽缸的Ha-5发动机推力仍然不满1千匹马力，也就是1930年代前半空冷发动机