在立川成立的飞行第5连队改编）的第1、第2中队、独立飞行第9中队（在平壤成军的飞行第6连队所属）三个飞行中队共27架战机合编，正式编制称飞行第64战队，指挥官寺西多美弥少校。在64战队成军前，飞行第2大队隶属在第一飞行团下，已经在华北转战多度，并在徐州会战期间与中华民国空军多度交战。在1938年9月开始加入武汉会战，10月9日轮调至广东。1939年移防到海拉尔，参加了诺门罕战役。在日本陆军举兵南侵东南亚前，64战队在几次大型空战中都纳入战列，麾下飞官亦有充足的空战经验。这支部队后来被帝国陆军颂扬的缘