Ha-26发动机（输出功率975匹马力），发动机整流罩则是由东京帝国大学航空研究所河田三治研究团队开发的低阻力构型，使气冷式发动机为了散热需求而较液冷式更大正面投影面积增加的阻力可以稍微改善。Ki-46试制一号机（机号4601）在1939年11月于岐阜县各务原市的各务原陆军机场实施首飞，飞行员为三菱员工；后原型机移交给陆军测考，同时原型机陆续出场，最终完成了11架原型机。不过，Ki-46原型机并没有达成1937年陆军所规定的技术需求，到1940年8月完成测评时，Ki-46原型机的极速只能在4,100