Літаки "Ki-32" застосовувались головним чином, під час бойових дій у Китаї, де в умовах слабкої протидії зі сторони противника зарекомендували себе досить непогано. Частина літаків (45-ий і 65-ий авіазагони) взяла участь на завершальному етапі боїв на Халхин-Голі у вересні 1938 року. На відміну від "Ki-30", які інтенсивно використовувались в цих бойових діях, "Ki-32" втрат не зазнали.