九七式首先用於1939年的蘇日諾門罕戰役。之後大規模用於中國戰場和南太平洋戰場，九七式中戰車的裝甲太過薄弱，最厚處不過30公釐厚，美製37公釐反戰車砲能輕易貫穿。當九七式中戰車在面對美軍M4中戰車時顯得相當脆弱，M4中戰車能在1000公尺處擊破九七式中戰車，而九七式中戰車要在200公尺處才能貫穿M4中戰車的正面裝甲，因此處於一面倒的慘況。1945年7月美军設計了一次对97式的射击试验，结果发现M3式37MM反坦克炮在一百码距离上从正面对车到夹角45度都能击穿任何部位，在350码上正面对车也能击穿。