Бойова кар'єра "Ki-30" розпочалась у 1938 році в Китаї, де він зарекомендував себе надійним літаком. Втрати були порівняно невеликими, оскільки "Ki-30" діяли під прикриттям винищувачів Nakajima Ki-27. З травня 1939 року "Ki-30" в складі 10-го і 16-го авіазагонів брали участь в боях на Халхин-Голі, в яких було втрачено 18 літаків: 11 збитих та 7 списаних через поломки.