Hanaya sert à l'État-major de l'armée impériale japonaise au début de sa carrière et est également stationné à Zhengzhou en Chine sur les ordres de l'armée japonaise du Guandong. En , il devient commandant de bataillon dans le régiment d'infanterie. En tant que major en 1931, il est affecté à la section des renseignements militaires de l'armée du Guandong et sert comme chef du bureau des opérations spéciales de Mukden. À ce poste, il est particulièrement impliqué dans l'organisation de l'incident de Mukden avec les généraux Seishirō Itagaki et Kanji Ishiwara qui fournit le prétexte à l'invasion japonaise de la Mandchourie. Il commande ensuite un bataillon dans le d'infanterie et retourne à l'État-major de l'armée du Guandong en 1935 et à l'État-major de l'armée impériale japonaise en 1936. En , Hanaya est promu colonel et reçoit le commandement du régiment d'infanterie qui combat à Shanghai au début de la seconde guerre sino-japonaise. Il est nommé chef de la délégation militaire japonaise au Mandchoukouo en 1939, après l'incident de Nomonhan.