本車を含む戦車の対戦車能力不足については陸軍も認識しており、本車の次に計画されたチホ車からは口径を47mmに減じる代わりに初速を増大した試製四十七粍戦車砲(後の一式四十七粍戦車砲)を搭載していた。チホ車はまたもや二種類の試作車を比較検討するなど開発が遅延し開発が中止されたが、1940年9月、本車にチホ車の試作砲塔ごと試製四十七粍戦車砲を換装した車両が試験されている。その後改修砲塔の試作・試験が繰り返された結果、「九七式中戦車改」「新砲塔チハ」が開発された。この新砲塔チハは太平洋戦争開戦までに十分な数が揃わず戦力化できなかったが、M3軽戦車の出現に対応すべく1942年（昭和17年）4月、フィリピン攻略戦における追撃戦に実戦投入された。戦車第7連隊に編入された同車を装備する臨時中隊（松岡隊）が投入された（戦争初期におけるM3軽戦車との交戦の項目を参照）。以降、九七式五糎七戦車砲搭載型と並行する形で一式四十七粍戦車砲搭載型の量産が進められ、攻撃力ではM3軽戦車には優越するようになったものの、戦争中盤からアメリカ軍は75mm砲を装備したM4中戦車を投入したため、その後の対戦車戦では苦戦を強いられた。