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一式戦闘機 機体の特徴
連合軍機との火力差を埋めようにも主翼が翼銃・翼砲搭載に向かない三桁構造であったため、搭載するには主翼構造自体を再設計して変更せざるを得ず、新たな生産ラインを作る手間と時間が必要だった。また中島においては、より高速で12.7mmや40mmの翼砲を持つ二式戦や、20mm砲を装備する後続機たる四式戦の開発・配備が進んでいたためか、一式戦への翼銃砲の装備は見送られた。手っ取り早い武装強化として主翼下へのガンポッド装備も検討されたが、飛行性能が低下することからこれも見送られている。ホ103の拡大型であり四式戦などに装備されていた口径20mmのホ5 二式二十粍固定機関砲を搭載したキ43-III乙も試作されたが制式には至らなかった。キ43-III乙不採用の経緯については従来語られてきた機体性能の低下ではなく（上昇力・上昇限度はキ43-III甲よりわずかに劣るものの急降下性能は向上）、すでにキ43-III甲用の発動機架が大量に用意されていたためとされる。
一式戦闘機 機体の特徴
一式戦は1939年の試作段階から陸軍の指示により、被弾時の燃料漏れによる火災を防ぐため、燃料タンクの外装を薄い積層ゴム（3層）・絹フェルト・絹布で包んだ7.7mm弾対応のセルフシーリング式防弾タンク（防漏タンク・防火タンク・自動防漏式タンクとも）を有しており、これは制式化されたのちの一型全機が装備している。改良型の二型では、燃料容量36l減と引き換えに耐弾防火性に優れ12.7mm弾に対応する、航技研第2部開発の13mm厚積層ゴム（外装式3層）の新型防弾タンクに換装。かつ、二型は1943年6月よりの量産型（中島製5580号機より）からは操縦者の頭部と上半身を保護するため、操縦席後部に13mm厚・合計3枚・合計重量48kgの防弾鋼板（防楯鋼板。12.7mm弾対応）を追加装備した。実戦配備の一例として、第64戦隊は1943年7月19日時点でこの防弾鋼板装備型を補充機として受領している。
一式戦闘機 機体の特徴
帝国陸軍は欧米機情勢の研究、およびソ連軍を相手としたノモンハン事件の戦訓によって海軍と異なり防弾装備の重要性を痛感しており、一式戦や二式戦といった次期主力戦闘機のみならず、九七式重爆撃機（キ21、1939年中頃の初期量産型一型乙の時点で燃料および潤滑油タンクを積層ゴム等による防弾タンク化済。1943年中頃の二型乙からはさらに操縦席と後上方砲塔へ16mm厚防弾鋼板・70mm厚防弾ガラスを追加、防弾タンクは16mm厚積層ゴムに換装し自動消火装置も装備）や、九九式襲撃機（キ51、1939年の試作時点から防弾タンクおよび、エンジン下面・操縦席下面・操縦席背面・胴体下面・中央翼下面に6mm厚防弾鋼板を装備）といった主力重爆撃機・襲撃機（攻撃機）でも早々から相応の防弾装備を要求し採用している。後継主力戦闘機である四式戦では、新型防弾タンク・13mm厚防弾鋼板に加え風防前面に70mm厚防弾ガラスを追加し撃たれ強い機体となっている。
これら防弾装備が考慮されていた一式戦であっても、同世代欧米機の装備（防弾タンクは効果に最も優れる内装式、防弾鋼板は操縦席後部に限らず前部等にも取付、前後の防弾ガラス等）には劣っていたが、防弾タンク・防弾鋼板と合わせて一定の効果が発揮された。
一式戦闘機 機体の特徴
7.7mm弾対応防弾タンクを持つ一型をもって、7.7mm機関銃（.303ブリティッシュ弾仕様ブローニング Mk.2）装備のハリケーンやB-339系（F2A バッファロー）と交戦した開戦劈頭の第59戦隊・第64戦隊では、一式戦（一型）の防弾は十分に効果があったと判定されている。戦隊は新鋭一式戦や戦況について内地へ多数報告しているが、その中には「防弾タンク効果あり」の一文が存在している。
二型で採用された12.7mm弾対応防弾タンクにおいても、相応の実用性は確認されている。航技研第2部で防弾装備の研究・開発にあたっていた今村和男航技中尉は、鹵獲したB-17Dを参考にして12.7mm弾対応の新型防弾タンクを実用化する。合成ゴムのネオプレンを使用したアメリカ軍機の内装式は技術的制約から日本では製造できないため、天然ゴムをタンク外側に貼った外装式とし、肝心の耐弾性に関しては研究の結果、ゴムに加える硫黄の量を減らすことでゴムは割けずに膨らみ溶けて被弾した割け目を塞ぐことに成功し、この外装式でも対12.7mm弾なら一応持ちこたえる能力を発揮した。この新型防弾タンクについては第一線部隊から感謝の電報が送られたうえ、今村中尉ら航技研第2部の開発陣には第2号目となる陸軍技術有功章が陸軍大臣から授与された（授与第1号は三菱の一〇〇式司偵開発陣）。
一式戦闘機 機体の特徴
防弾鋼板の効力に関しては、1943年10月に第64戦隊に着任以後敗戦まで二型・三型に搭乗し第一線で戦った池田昌弘軍曹（陸軍少年飛行兵11期、総飛行時間1,300時間）による以下の証言がある。池田軍曹の証言では頭部鋼板は8mm厚2枚の計16mm厚となっている。なお、P-38はAN/M2 20mm機関砲1門とAN/M2 12.7mm機関銃4挺を射撃安定性に優れる機首に集中装備した重武装機である。
わたしはP38にやられたとき（昭和19年10月18日）、防弾板で命拾いしました。
（中略）で、マウビ飛行場の上で、4機見つけて「こーら、しめた」と思うて、攻撃しようとしたら、後ろからガガーンっと来て、初めて気づいたんですよ。頭の防弾板は8ミリが2枚になってるんです。それが、1枚目は、吹っ飛んでしもうて、2枚目は割れてました。そやから、防弾板は着けとって良かったわ。
機付長の少飛8期生が「駄目だぞ！これ外しちゃ」って、「なんなら、もう1枚着けたろか」なんてね。スピードの5キロや、10キロの差を云々するより、着けとった方が皆、生き残ったことと思いますねェ。
 — 元陸軍軍曹 池田昌弘
一式戦闘機 機体の特徴
操縦者や所属によっては、少しでも搭乗機の性能を向上させるため重く嵩張る防弾鋼板が意図的に外されることもあった。また、後方警戒をし易くするため頭部鋼板のみ外し、背面鋼板は残されることもあった。上述の第64戦隊池田軍曹は「わたしは防弾鋼板は外さなかった。機付長が、絶対駄目だって外してくれへんのですよ。外してくれいうたことがあるんです。みんな外しますからね。でも1中隊は外さなかった。隅野さんがいた3中隊では、みな張り切って外しとった」、「取っても、そんなに（性能は）変わらんと思うんですけど。まァ、重さにしたらかなり重量（60キロ）あるから……、でも、外したから「そォら、スピード上がった」いうことはなかった思いますけど、気持ちの問題やないですかね」と述べている。
一式戦闘機 機体の特徴
一式戦では空対空・空対地（地対空）無線電信および無線電話通信用として、一型は九六式飛三号無線機を、二型以降は九九式飛三号無線機を装備している（ないし三型の一部は量産型四式戦等が装備した出力強化ほか性能向上型であるム4 四式飛三号無線機に換装）。「飛三号（とびさんごう）」は単発単座戦闘機向け近距離用短波無線機の区分であり、九九式飛三号無線機の昼間最大通信距離は高度約3,000mで半径100km強となる。一式戦の空中線支柱は機首前上部のエンジン後部、操縦席から見て右前方に位置しケーブル状の空中線（アンテナ）は垂直尾翼上端にかけて張られている。
当時の日本の工業力の低さにより兵器全般の品質が安定せず、単発単座戦闘機が安定した通信が可能な小型無線機の空対空電話で僚機間の連携を取っていた欧米には及ばず、エンジンの点火系統や工作精度の低い機体結合部から発生するノイズの遮断不足・不良による雑音混入の問題すら解決できないため、近距離でなんとか聞き取れる程度の性能が限界であった。さらには戦地の劣悪な環境下や部品の補給不足、用兵側の意識の低さ、傍受されるのを防ぐため進攻時には無線封止を行い受信のみとするなど、運用上の制約も重なり連携を取ることも難しかった。
一式戦闘機 戦闘爆撃機
一式戦は両翼下に最大250kg爆弾を1発ずつ懸架ないし落下タンクとの併用が可能であった。しかし大型爆弾を搭載した場合飛行性能が大幅に低下し最大の利点である運動性能が犠牲になる他、脚部の強度が不十分であるため離着陸に注意が必要であるなど運用上の制限が存在した。
主に大戦中期以降には飛行分科「戦闘」の部隊において、一式戦（一式戦に限らず三式戦・四式戦・二式複戦）といった陸軍戦闘機は通常爆弾・タ弾（クラスター爆弾）・カ弾（焼夷弾）を搭載した戦闘爆撃機として対地および対艦攻撃に積極的に使用されている。
さらに飛行第31戦隊・飛行第65戦隊などの飛行分科「襲撃」の部隊は「爆装一式戦」に機種改変し爆撃（襲撃）任務に投入されている。特に沖縄戦従軍下の第65戦隊は整備隊が考案したチャフ散布装置を各機に装備させる、超低空飛行を行うなどし沖縄近海の連合軍艦船や制圧下の地上施設に対し通常攻撃で戦果を挙げた。
一式戦闘機 戦闘爆撃機
第64戦隊の爆装一式戦による対艦攻撃の確実戦果一例として、1945年2月11日、ラムリー島の戦いにおいてイギリス海軍艦艇攻撃に出撃した12機のうち、池沢軍曹機と僚機の池田軍曹機の2機が2,200t級駆逐艦「パスファインダー」に急降下爆撃を敢行、艦尾に2発の直撃弾を与え大破させている。「パスファインダー」は戦線を離脱しイギリス本国に曳航されたものの、損傷激しく戦後廃艦となっているため事実上の戦没であった。
また輸送船団掩護時に、本来は想定されていない任務であるが小型爆弾を装備しての対潜哨戒機としても運用されている。1944年10月以降のフィリピン防衛戦では、一式戦を装備する飛行第20戦隊が機体を洋上迷彩たる濃紺に塗装し制空戦闘機兼対潜哨戒機としてこれを運用していた。ほか、1944年4月14日11時20分頃、アンダマン諸島沖船団掩護中の飛行第26戦隊石川清曹長機が、船団前方3,000m付近で敵潜水艦が放った魚雷航跡3本を発見。基地に無線報告するとともに敵潜推定位置に爆弾を投下、航走中の魚雷に対して機関砲を射撃、それでも魚雷は1,200名乗船の輸送船「松川丸」に迫ったため、これに体当たりし2本を爆発させ輸送船を護った事例がある（石川曹長は戦死後任陸軍少尉、個人感状拝受）。
一式戦闘機 連合軍と一式戦
交戦相手の連合軍において一式戦は海軍の零戦と誤認される事例が多かった。風防・天蓋・主翼・尾部および胴体の形状が大きく異なるが、全体の外観や性能が類似していることに加え、支那事変（日中戦争）への実戦投入は零戦が早く連合軍はその存在を太平洋戦争開戦前に認識していたこと、1942年夏まで一式戦は各地に出揃っていないことが理由として挙げられる（緒戦たる南方作戦における一式戦の主戦場はマレー、シンガポール攻略戦とインドネシア攻略戦。ビルマ攻略戦は1941年12月25日に臨時に第64戦隊が投入されたのみで本格的な転戦は1942年3月21日から。フィリピン攻略戦に一式戦は未投入）。ビルマ方面のイギリス空軍からは「ゼロ・ファイター」に類似した「ワン・ファイター」ということで「01（ゼロワン）」と、それ以前にフライング・タイガース(AVG)によって「ニューゼロ」と呼ばれたことも一時期あったという。大戦中後期に至っても、またビルマ・ニューギニア・中国方面といった陸軍航空部隊の主戦場であっても零戦との誤認は多く、そのため「零戦の戦果とされているものの一定数は一式戦の戦果」である（#「ブラックドラゴン飛行隊」伝説ほか）。事実、一式戦が大戦初期からその末期まで一貫して互角ないしそれ以上の活躍を見せていたビルマ方面において、一式戦と交戦していたアメリカ・イギリス軍機操縦者などは殆どの場合、相手の日本軍戦闘機を「ゼロ（零戦）」と認識・報告していた。
一式戦闘機 連合軍と一式戦
一式戦の性能面に対して、上述の通り連合軍は低高度・低速域における運動性・加速性の高さを脅威と見なし、対策を徹底した。
連合軍のトップクラスのエースを相手とした一式戦による確実戦果としては主に以下の事例が存在する。
1944年3月5日、ニューギニア戦線において、飛行第77戦隊三苫軍曹・青柳軍曹操縦の一式戦が、21機撃墜を誇るニール・カービィ大佐操縦のP-47Dを確実撃墜。
1944年初期、当時21機撃墜のニール・カービィ大佐（P-47操縦）は24機撃墜のリチャード・ボング大尉（P-38操縦）とアメリカ軍トップ・エースの座を巡り争っており、カービィ大佐は第348戦闘航空群指揮官（群長・司令）として新鋭のP-47を操縦し、1943年10月には同戦線にて第64戦隊初代戦隊長を歴任したベテランである第14飛行団長寺西多美弥中佐操縦の一式戦を撃墜するなど戦果を多数記録していた。しかし3月5日、僚機のP-47D 2機を率いて飛行第208戦隊の九九式双軽爆撃機3機を攻撃中のところを第77戦隊の一式戦5機が奇襲し、三苫軍曹機・青柳軍曹機が低空を低速でもがきまわるカービィ大佐機の操縦席に機関砲を射撃しこれを撃墜。ただちに部下のP-47Dが駆けつけたもののカービィ大佐は戦死した。一式戦の損害は1機が被弾不時着のみ。
一式戦闘機 連合軍と一式戦
1945年1月7日、フィリピン戦線において、飛行第54戦隊杉本明准尉操縦の一式戦と飛行第71戦隊福田瑞則軍曹操縦の四式戦が、P-38 4機編隊と遭遇。38機撃墜を誇るアメリカ全軍第2位のエースであるトーマス・マクガイア少佐操縦のP-38L、僚機でベテランのジャック・リットメイヤー中尉のP-38Jが未帰還(戦死)。
不意の遭遇戦で4機のP-38に遭遇し劣位から応戦した杉本准尉機は離脱に成功するも被弾、不時着に成功したが地上でゲリラに射殺された。杉本機の空戦を目撃し現場に駆けつけた福田軍曹機は対進戦でP-38 1機を撃墜。福田機は残ったP-38 2機（エド・ウィーバー大尉機、ダグ・スロップ中尉機）の追撃を回避、生還するも機体は被弾多数により廃棄。福田軍曹は空戦時はマラリアの高熱により意識朦朧状態であり、かつ落下タンクと100kg爆弾を搭載したままであった。本空戦は乱戦であり、マクガイア機は杉本機または福田機に撃墜されたとする説、低空・低速で無理な機動を試みたことにより失速・墜落したとする説があり、詳細は明らかでない。いずれにせよ、日本陸軍との戦闘でアメリカ軍の両名が戦死したことは事実である。
一式戦闘機 連合軍と一式戦
ビルマ方面のアメリカ陸軍航空軍・イギリス空軍各飛行部隊の操縦者は、現地の強力なある日本軍戦闘隊を「ブラックドラゴン飛行隊」と呼称していた。第7爆撃航空群・第22爆撃飛行隊・第311戦闘爆撃飛行隊・第530戦闘爆撃飛行隊（米）、第67飛行隊（英）などの報告・戦記にこの「ブラックドラゴン飛行隊」に関する証言・記述があり、その内容は曰く「ガダルカナルからきた精鋭」「6機の零戦隊で、指揮官は黒塗りのメッサーシュミット109(Bf 109)」などとまことに想像力豊かなものであった。当然ながらこの方面は第64戦隊・第50戦隊等、主に一式戦を装備した日本陸軍航空部隊の担当戦域であり日本海軍航空部隊の零戦は関係が無く（ビルマ方面への日本海軍航空部隊と零戦の投入は1943年12月から1944年2月にかけてのごく短期間であり、陸軍第3航空軍が行っていたカルカッタ爆撃に呼応する形で海軍第十三航空艦隊の第二〇二海軍航空隊と第三三一海軍航空隊が進出し、1943年12月の陸海軍共同作戦である龍一号作戦などに参加した程度である）、「ブラックドラゴン飛行隊」の正体は言わば「ブラックファルコン飛行隊（隼飛行隊）」となる。
一式戦闘機 連合軍と一式戦
1945年8月15日、太平洋戦争開戦時の進出基地であったフコク島ズォンドンにて、これも開戦時同様のタイランド湾の船団掩護を最後の任務とした第64戦隊は、翌16日にクラコールに移転し敗戦を迎えた。同月下旬、クラコール飛行場にイギリス空軍先遣部隊が進出し武装解除。続々と後続が進出するごとに日英ともに緊張も解け交流が始まり、一式戦とスピットファイアの編隊飛行が実現した。戦隊長宮辺少佐の「おいっ、スピットと一緒に飛びたい者、1機だけだ」の発言に操縦者達は皆挙手したが、最終的に戦隊古参のエースである坪根康祐准尉が選ばれスピットファイアを長機とし2機は離陸。2機はクラコール市街上空を低空で飛び回り、日英操縦者達の眼前でフィナーレとして滑走路に超低空進入しての垂直上昇、一式戦はブースト全開でスピットファイアに追随し栄光の「加藤隼戦闘隊」こと飛行第64戦隊と一式戦の最後を飾った。このスピットファイアはグリフォンエンジン（離昇出力2,035馬力）を搭載した5翅プロペラのグリフォン・スピットファイア（グリフォンスピット）ことMk. XIVであった。ただし、これを目撃した池田昌弘は、スピットファイアが先に飛び出した全速の一〇〇式司偵三型（キ46-III）を悠々と追い越し、宙返りまでしたことを聞き、「垣根さんと一緒に飛んだスピットファイアも、きっとレバーを加減して飛んでくれたのでしょう」と、語っている。
一式戦闘機 実戦
本項目における以下の日付を冠した戦闘記録は各戦線における主要な空戦を抜粋したものであり、全ての戦闘記録ではない。
支那事変（日中戦争）中、1941年6月から8月にかけて一式戦に全機機種改変した第59戦隊所属の9機が、漢口から明楽武世大尉に率いられ重慶までの長距離進攻に参加、これが一式戦の初陣となる。同進攻戦では迎撃機が現れず空戦は起こらなかったが一式戦の長距離航続性能を実証した。
第64戦隊は同年8月末から9月半ばにかけ日本内地の多摩陸軍飛行場にて全機種改変。のちに第64戦隊は一式戦をその終戦まで使用し続ける部隊となり、改変時に新たに考案された部隊マーク、垂直尾翼に中隊色で描かれた「矢印（斜矢印）」はそのシンボルとなった。当時、中尉として第64戦隊第3中隊整備班長であった新美少佐は部隊マークについて以下の如く語っている。
隼に機種改変して、どうやら戦も近いらしい、戦隊マークを作らにゃいかんなあってことになって、安間さん（第3中隊長安間克己大尉）と僕、空中勤務者と、整備の下士官が集まってわさわさやってたんだけど、この矢印なら描きやすいし、格好もいいから、これにしようってことになってね
 — 元陸軍少佐 新美市郎
一式戦闘機 実戦
第64戦隊は夜間飛行・雲上飛行・洋上航法に力を入れつつ訓練を行い、12月3日に旧駐屯地の広東から35機全機を戦隊長加藤少佐が率い、卓越した航法により1機の落伍もなしに2千数百km・5時間30分の距離を一気に飛行し仏印のフコク島ズォンドンに進出した。7日夕刻からマレー半島コタバル上陸のため、海上を航行中の第25軍（司令官・山下奉文中将）部隊を乗せた輸送船団の上空掩護を加藤少佐以下第64戦隊7機の一式戦があたり、悪天候により3機が未帰還となるも夜間かつ荒天の悪条件のなかこれを成し遂げ、8日の太平洋戦争開戦を迎える（マレー作戦）。以降、一式戦は南方戦線（マレー・シンガポール・パレンバン・ジャワ ・ビルマ各地）で大いに活躍することとなる。
開戦の8日朝、マレー作戦に従軍し航空撃滅戦を展開する第64戦隊は加藤少佐以下全機が出撃、第2中隊機がブレニム1機（第34飛行隊スミス軍曹機）を撃墜（損傷、バターワース飛行場に胴体着陸）、さらにバターワース飛行場の在地敵機に対し対地銃砲撃（機銃掃射）しブレニム4機（第34飛行隊）を破壊、第64戦隊の損害は皆無で一式戦全機が無事帰還した。第59戦隊はコタバルの上陸船団を爆撃中である第34飛行隊・第60飛行隊の多数のブレニムと交戦。1機を喪失するも2機を撃墜（第60飛行隊ベネット少佐機・ボウデン大尉機）、1機を撃破し飛行場に不時着させた。
一式戦闘機 実戦
12月22日、第64戦隊の一式戦23機はクアラルンプール飛行場を攻撃、迎撃に現れた第453飛行隊のバッファロー12機と交戦、1機を喪失（リード軍曹機と衝突）するも3機を撃墜、4機を撃破（不時着損傷）。同日午後、同じくクアラルンプール飛行場を今度は第59戦隊の一式戦4機が攻撃し、損害無く離陸直後のバッファロー1機（第453飛行隊ピーターソン軍曹機）を撃墜。28日、第59戦隊の一式戦は夜間空襲に飛来したブレニム4機と交戦（夜戦）し1機を撃墜（第34飛行隊ヒル大尉機）、この戦果は開戦以来日本軍初の「夜間撃墜」である。なお、陸軍航空部隊では一般の単座戦闘機・一般の飛行部隊・一般の操縦者にも夜戦のスキルが求められており（操縦者は夜間飛行をこなせてこそ一人前たる「技量甲」の認定を戴く）、この第59戦隊による夜戦撃墜や、開戦前日の第64戦隊による上陸部隊輸送船団夜間上空掩護、各地での爆装戦闘機（戦闘爆撃機）による夜間奇襲爆撃など陸軍は数々の夜間任務を全期間を通じて積極的に行っている。一方で、日本海軍航空隊では大半の単座戦闘機およびその操縦員には夜戦の技量が無く、また夜間任務そのものが例外的なものであり、原則的に専用の複座ないし三座の夜間専用機・夜間飛行部隊が対処していた。
一式戦闘機 実戦
1942年1月20日、数日前に中東方面より新鋭補充機としてシンガポールに到着していたハリケーンと第64戦隊は初めて交戦、一式戦は1機を喪失するも敵指揮官機以下3機を撃墜（臨時第232飛行隊ランデルス少佐機・マーチパンクス少尉機・ウィリアムズ少尉機）。当初からホ103を2門装備した特別仕様機である加藤少佐機は一連射5、6発でハリケーン（ウィリアムズ少尉機）を発火させている。
2月上旬、第64戦隊・第59戦隊は蘭印作戦に転戦。6日、第59戦隊の一式戦14機はパレンバン飛行場を攻撃し、6機を撃墜（ブレニム2機、第211飛行隊。ハリケーン4機、第258飛行隊）するも損害は皆無で全機が無事帰還した。以降、数次に渡って行われたパレンバン航空撃滅戦で一式戦はイギリス空軍を圧倒した。
一式戦闘機 実戦
2月14日、パレンバン空挺作戦発動。スマトラ島パレンバンに奇襲落下傘降下する第1挺進団挺進第2連隊（「空の神兵」）の挺進兵を乗せた一〇〇式輸送機（キ57）とロ式貨物輸送機、物料傘投下用の九七式重爆を加藤少佐の統一指揮のもと第64戦隊・第59戦隊が空中掩護。一式戦は第258飛行隊のハリケーン15機と応戦した結果、第64戦隊機がマクナマラ少尉機とマッカロック少尉機を撃墜した（うち1機は加藤少佐の戦果とされている）。この空戦における日本軍側喪失機は飛行場高射砲によって撃墜された物料傘投下用の九七式重爆1機のみで、挺進飛行戦隊の輸送機と一式戦に損害はなく、一式戦と「空の神兵」の活躍で空挺作戦は成功し太平洋戦争の最重要攻略目標であるパレンバン油田・製油所および飛行場は占領確保された。
大本営発表、2月15日午後5時10分。強力なる帝国陸軍落下傘部隊は、2月14日午前11時26分、蘭印最大の油田地たる、スマトラ島パレンバンに対する奇襲降下に成功し、敵を撃破して、飛行場その他の要地を占領確保するとともに、更に戦果を拡張中なり。陸軍航空部隊は本作戦に密接に協力するとともに、すでにその一部は本15日午前同地飛行場に躍進せり。終わり
 — 大本営発表第192号
一式戦闘機 実戦
第64戦隊は終戦までに計7枚（うち1枚は加藤少将の個人感状、前身部隊時を含めると計9枚）と日本軍最多数の感状を拝受しているが、うち3枚はマレー上陸作戦（船団掩護）・パレンバン空挺作戦・ジャワ上陸作戦の活躍によるものである。
以下一連の一式戦の戦果は、戦史家梅本弘が日本軍の戦果記録を連合軍の損害記録たる一次史料と照会した「確認が出来た最小限で確実な数字たる戦果」である。一式戦は緒戦の空戦において約4倍の数を、対戦闘機戦では約3倍の数の敵機を撃墜した。
1941年12月8日の開戦（マレー作戦開始）から1942年3月9日（蘭印作戦終了）の期間中
第59戦隊・第64戦隊の一式戦は連合軍機61機撃墜（第59戦隊30機、第64戦隊27機、両戦隊協同4機）
撃墜連合軍機の機種内訳は戦闘機43機
さらに蘭印作戦中にバタビア沖上空にて1機のB-17E（フランクリン機長、41-2503号機）を撃墜 
日本軍側の空戦による損害は第59戦隊・第64戦隊計16機喪失（戦死11名・生還5名）
一式戦闘機 実戦
これら一式戦の緒戦において第64戦隊の加藤少佐が特に有名であるが、第59戦隊においても飛行隊長牟田弘國少佐が相当の活躍と技量の高さを見せている。牟田少佐とその僚機からなる通称「牟田編隊」は上記の期間中、損害1機に対して13機を撃墜した（牟田少佐の戦果報告は連合軍の損害記録と毎回完全に一致）。ちなみに、牟田少佐は第100飛行団長たる中佐で終戦を迎え、戦後は航空自衛隊に入隊し第6代航空幕僚長、さらには空自出身者初となる第4代統合幕僚会議議長と自衛隊制服組の頂点に登り詰めている。
なお、蘭印作戦において日本軍はジャワ島にてアメリカ陸軍航空軍のB-17EおよびB-17Dを飛行可能状態で鹵獲し、陸軍はこれを調査研究するとともにのちには戦闘隊の対大型爆撃機攻撃訓練目標機に使用している。この訓練には第64戦隊・第50戦隊・飛行第11戦隊が参加し戦技向上に一役買い、第64戦隊の黒江保彦大尉はB-17に搭乗し機内から攻撃を観察し助言、実際に第11戦隊はのちのソロモン方面のB-17迎撃に戦果を挙げ効果を実証している（#ソロモン、ニューギニア航空戦）。このB-17は他の鹵獲機ともども日本本土に空輸され徹底的な調査が行われた一方、一式戦の開発模様を描いた1942年10月公開の映画『翼の凱歌』終盤で「南方で一式戦に撃墜される敵機役」として「出演」している。
一式戦闘機 実戦
各地を制圧した第64戦隊は1942年3月21日からビルマ戦線（「ビルマ航空戦」）に参戦。以後、主にイギリス空軍およびアメリカ陸軍（初期はフライング・タイガース(AVG)を含む）と交戦し、同月23日には損害無くハリケーン1機を撃墜（第136飛行隊ブラウン少尉機）し同戦線における初戦果を収めている。このビルマ航空戦にはその活躍で有名な第64戦隊が長期間従軍しエースを多数輩出、一式戦を主力とし大戦末期に至るまで連合軍空軍と互角の戦いを繰り広げた戦域となる。
第64戦隊の一式戦は3月24日午後には一方的にハリケーン2機を撃墜（第136飛行隊パイネ軍曹機・バトラー軍曹機）、1機を撃破（フレッディー軍曹機、不時着損傷）するなど戦果を挙げたが、4月8日のローウィン飛行場攻撃ではアメリカ陸軍(AVG)のP-40 8機・イギリス空軍のハリケーン3機と交戦、連合軍側はレーダーで第64戦隊機の侵攻を探知し待ち伏せ奇襲、名実共に加藤中佐の片腕として前身部隊である飛行第2大隊第1中隊時代から活躍していた古参エース第3中隊長安間大尉機や、ノモンハン事件以来のベテラン和田春人曹長機を含む4機を喪失。
一式戦闘機 実戦
4月10日早暁、先の8日の復讐として、加藤中佐以下第64戦隊は夜間航法をもってローウィン飛行場を奇襲攻撃。一般飛行部隊でも夜間飛行と夜戦が考慮されている陸軍航空部隊においても、暗夜に（ビルマにおいて早暁はまだ暗夜となる）、山岳地帯を、全速力で（横風偏流誤差の考慮しまた敵地在空時間を減らすため）、600km以上の距離を、低空で侵攻することは極めて困難なものとなるが、編隊を先頭で率いる加藤中佐機の優れた航法によって奇襲は成功し、在地のP-40約23機を対地銃砲撃によって撃破。20日には戦死した安間大尉の後任として二式戦をもって開戦以来活躍していた独立飛行第47中隊から黒江保彦大尉が第3中隊長として、第2中隊には中村三郎中尉・坪根康祐軍曹が着任しているが、この3名はのちに有数のエースとなる。
一式戦闘機 実戦
5月22日、当時トングーに主力を置いていた第64戦隊の一部が一時前進していた最前線であるアキャブ飛行場に、ブレニム Mk.IV 1機（第60飛行隊マーチン・ハガード准尉機）が来襲。一式戦5機が迎撃に出撃するも、後上方銃座（射手マクラッキー軍曹）の巧みな射撃により2機が被弾し途中帰還、さらに1機が最初の近接降下攻撃からの引起し時に機体腹部（燃料タンク部）に集中射を浴び発火。この機体こそが戦隊長加藤建夫中佐機であり、午後2時30分、残された僚機2機の眼前で帰還不可能と察した加藤機は左に反転しベンガル湾の海面に突入し自爆した。ハガード准尉機は墜落することなく尾部への被弾2発のみでカルカッタまで帰還できたが、故障により片脚着陸を行ったため機体を破壊している。以下は檜中尉が加藤中佐戦死の夜に綴った日記文である。
五月二十三日　日記
十四時三十分、敵爆撃機ヲ急追撃墜セシ瞬間、国宝、我等ガ部隊長加藤中佐ヲ失イタリ、何タルノ痛恨事ゾ。豈ニ戦隊ノ損失ノミナランヤ。我ガ国ノ損失、言語ニ絶ス。此ノ部隊長ノ下ニ死ヲ誓イシ身、亦モ残ル。只コノ上ノ責務ハ軍神部隊長ノ任務必達ノ精神ニ生キンノミ
 — 元陸軍少佐 檜與平
一式戦闘機 実戦
残された第64戦隊員にとって、平素格下と見なしていたブレニムの反撃による加藤中佐機の自爆は大きな衝撃であった。さらに、南方作戦の功労者かつ相当の人格者として有名な存在であった加藤中佐の戦死は帝国陸軍全体に衝撃を与え、30日付で「ソノ武功一ニ中佐ノ高邁ナル人格ト卓越セル指揮統帥及ビ優秀ナル操縦技能ニ負フモノニシテ其ノ存在ハ実ニ陸軍航空部隊ノ至宝タリ」と評される南方軍総司令官元帥寺内寿一陸軍大将名の個人感状を故加藤は拝受、陸軍初の二階級特進として任陸軍少将、特旨をもって従四位、功二級金鵄勲章・勲三等旭日中綬章を受勲。7月22日には陸軍省から国民に公表され「軍神」となっている。イギリス空軍側では日本のこの加藤軍神ブームを受け5月22日当日のブレニムの行動を再点検、8月2日付でハガード准尉機の乗員のもとにベンガル空軍司令官スチーブンソン少将から撃墜した相手が加藤建夫中佐という「大物」であった旨の電報が届いている。当時のイギリス空軍でも加藤がビルマ方面の戦闘隊指揮官で26機撃墜のエース、東京で公葬された軍神ということは伝わっていた。
一式戦闘機 実戦
6月4日、「軍神加藤少将」の弔い合戦として第64戦隊の一式戦は数機のB-17Eと交戦、1機を第77戦隊の九七戦と協同撃墜している（第436爆撃飛行隊シャープ大尉機）。第64戦隊の一式戦は1942年6月4日までの空戦で最低でも連合軍機10機撃墜（協同撃墜のB-17E 1機を含む）、損害は11機喪失。撃墜連合軍機の機種内訳は戦闘機6機・爆撃機4機で、一式戦10機喪失はP-40によるものであった。
同年4月、フィリピン攻略戦やビルマ攻略戦を経て日本に帰国した飛行第50戦隊から手初めに、旧式化した九七戦を運用する部隊は順次機種改変し（機種改変した後のエース部隊となる第50戦隊は9月にビルマ戦線に復帰）、以降一式戦は陸軍主力戦闘機となる。
一式戦に改変した第50戦隊は9月9日、アキャブ港爆撃に来襲した多数のブレニムやハドソンを迎撃した2度の空戦にて4機を撃墜（第113飛行隊ローヌ中尉機・レイド軍曹機、第60飛行隊マックリッジ少尉機、第62飛行隊ホワイト軍曹機）、3機を撃破、埠頭や輸送船が爆撃を受けたものの一式戦に喪失は無かった。10月末の航空撃滅戦ではのちのトップ・エースとなる第50戦隊穴吹智軍曹機がP-40E 1機を撃墜（第51戦闘航空群ダニング中尉機）、一式戦による当人の撃墜戦果第1号を記録。
一式戦闘機 実戦
11月10日、第64戦隊の一式戦1機がモホーク4機と交戦し格闘戦で2機を撃墜（第155飛行隊スカイプ少尉機・マクランプ少尉機）、29日、第64戦隊第2中隊がラングーン夜間空襲に飛来したB-24を迎撃し照空燈に捕捉された1機を夜戦で撃墜（第436爆撃飛行隊アッカーマン少尉機）、ビルマ航空戦におけるB-24初撃墜を記録、これらは何れも中村三郎中尉の戦果であった。12月24日には第50戦隊の穴吹軍曹機が「主脚の格納を忘れた状態」でハリケーンと交戦し2機を撃墜（第607ないし第615飛行隊コストロミン軍曹機・ファーガスン中尉機）。
1943年1月23日、第50戦隊の一式戦はバトル・オブ・ブリテン以来の古参である第135飛行隊長ガイディング大尉機を撃墜するも、第3中隊長中崎茂大尉機を喪失。2月には一式戦二型（キ43-II）に改変していた第64戦隊の一部が復帰したが、12日に「軍神加藤少将」の後任である第5代戦隊長八木正巳少佐がキャクトゥ飛行場攻撃時に優位から出現したハリケーンの攻撃を受け戦死、さらに25日にはインドのチンスキア攻撃時に第6代戦隊長明楽武世少佐も戦死（戦死当日に任戦隊長の辞令を拝受、それまでは戦隊長代理）、この時期の第64戦隊は戦隊長・中隊長といった幹部が立て続けに戦死している。特に明楽少佐は第59戦隊時代の1941年中頃、中国戦線にて一式戦の初陣を飾った指揮官操縦者であった。
一式戦闘機 実戦
なお、2月10日には陸軍船舶部隊の特殊船「あきつ丸」がスラバヤ、タンジョンベラ岸壁に接岸。輸送の一式戦二型50機を揚陸し第50戦隊は20機、第59戦隊は30機を受領している。「あきつ丸」は上陸戦時に上陸部隊を空中掩護するために飛行甲板を備え航空母艦機能を有する揚陸艦（上陸用舟艇母船）であった（のちにはこの空母機能を船団護衛用対潜哨戒機運用に特化・改装）。
2月23日、ラングーンに夜間来襲したB-24を第50戦隊第2中隊が迎撃、1機が月明を頼りに指揮官機たる1機を夜戦で撃墜（第159飛行隊長スキナー中佐機）。
一式戦闘機 実戦
3月14日からの一連のアキャブ方面航空撃滅戦前期作戦で一式戦は喪失なく一方的にハリケーン9機・ブレニム4機・ウェリントン1機を撃墜し、撃破を含めると計22機撃墜破の大戦果を挙げた。さらに地上でも日本陸軍は連合軍に対し優勢であり、イギリス・インド軍（英印軍）第6旅団（イギリス本土出身の白人のみで構成された精鋭部隊であるが、4月6日には旅団長自身が日本軍の捕虜となるなど敗走）・第55旅団を撃退し莫大な量の補給品を日本軍は獲得した。21日からはアキャブ方面航空撃滅戦後期作戦を開始、23日早朝には第64戦隊の一式戦10機がドハザリ飛行場を奇襲し在地機に対し対地砲撃、戦果はブレニム1機（第11飛行隊）破壊、ブレニム5機損傷（第60飛行隊）、ヴェンジャンス2機損傷（第110飛行隊）。24日には第64戦隊に第6代戦隊長として空中射撃の名人である広瀬吉雄少佐が着任、同日早朝には飛行第34戦隊の九九双軽を掩護して再度ドハザリ飛行場攻撃が行われたが、悪天候のためチッタゴン攻撃に切り替えられたが戦果はなかった。25日、今度のドハザリ飛行場攻撃には飛行第12戦隊・第98戦隊の九七重爆が投入され爆撃に成功、地上のハリケーン1機・ブレニム1機・ヴェンジャンス1機・スピットファイア偵察機型2機を粉砕、ブレニム3機も損傷し、滑走路着弾によりドハザリ飛行場をまる1日使用不能となった。一式戦と九七重爆に損害は皆無であり、25日の攻撃には第79飛行隊のハリケーン3機がリッツ飛行場から迎撃にあがっていたものの、別作戦のため飛来中であった第50戦隊の一式戦とされる攻撃を受け撃退されている。
一式戦闘機 実戦
5月26日、第27飛行隊のボーファイター3機がトングー飛行場を超低空飛行で奇襲、対地銃砲撃により操縦者1名が一式戦機内で戦死、しかし帰還中の指揮官機たるボーファイター1機を一式戦が追撃し撃墜した（第27飛行隊長ステイタム少佐機）。この戦果は石井早苗中尉のものであり、石井中尉機は機関砲故障のため主翼の翼端をステイタム少佐機の尾翼に当て「撃墜」している（石井中尉は乗機の翼端を少しへこましただけで無事に帰還）。27日の侵攻戦では空中集合失敗により単独で爆撃に向かった友軍の九九双軽8機を喪失するも、第50戦隊は29日・30日・31日の空戦で一方的に5機の戦闘機を撃墜（ハリケーン4機、モホーク1機）。31日には第64戦隊がB-24D 6機と交戦、多数の一式戦が被弾し不時着機も出たもののB-24D 1機を撃墜（第9爆撃飛行隊ジャンセン中尉機）、これは昼戦では初のB-24撃墜である（夜戦ではすでに撃墜済み）。4月1日、明飛校甲種学生を修了した檜中尉・遠藤中尉が第64戦隊に復帰。同日、戦力が低下していた第64戦隊の一式戦稼働10機は九七重爆を掩護しフェンニーを攻撃するも、高空で待ち伏せしていたハリケーン Mk.IICの攻撃を受け強力な火力により九七重爆3機を喪失、1機が撃破され、戦果はハリケーン1機撃墜のみであった（第615飛行隊オートマンス中尉機）。
一式戦闘機 実戦
4月9日、第64戦隊の一式戦16機は戦闘隊単独でチッタゴンを攻撃しハリケーンと交戦、一方的に指揮官機を含む2機を撃墜（第67飛行隊長バッハマン少佐機、クリスチャンスン中尉機）、一式戦は全機が無事に帰還した。12日、第64戦隊は檜中尉・遠藤中尉が明飛校から持ち帰った、従来の3機編隊から4機編隊（2機単位2個）で戦う「ロッテ戦法」の講習のためタイのドムアン飛行場に出張。
5月6日、第64戦隊第2中隊の行元平男中尉機がラングーン偵察に飛来した第9偵察飛行隊のF-4（P-38の非武装偵察機型）を攻撃、第一撃で片発を破壊するも機関砲故障のため撃墜を断念。かわりに日本軍飛行場に強制着陸させるためF-4と並行飛行し操縦席越しに拳銃を突きつけ威嚇、操縦者ハンフリー少尉もハンカチを振り降伏意思を表明するも手負いのF-4は水田に墜落した（ハンフリー少尉は生存し捕虜）。この出来事は「空中捕り物」「空中捕獲物綺談」として報道され日本全国に知られることとなっている。
ビルマ戦線では雨季の期間中は航空作戦が不能ないし低調になるため、雨季を除く大戦中期たる1942年9月9日から1943年5月29日にかけての戦果・損害は以下の如し。
一式戦闘機 実戦
第50戦隊・第64戦隊の一式戦は連合軍機62機撃墜を記録、対する一式戦の空戦損害は36機喪失。
撃墜連合軍機の機種内訳は戦闘機44機・爆撃機等17機・偵察機1機。
撃墜戦闘機の詳細はハリケーン36機・モホーク5機・P-40 3機、爆撃機等はB-24 5機・ブレニム5機・B-25 3機・ウェリントン2機・ハドソン1機・ボーファイター1機、偵察機はF-4 1機。
一式戦喪失36機のうち連合軍戦闘機によって撃墜されたものは24機、残機は爆撃機の防御砲火や対空砲火などによるもの。
雨季に突入した1943年6月6日、少数の防空隊を残し第64戦隊主力はマレーに後退し戦力を回復。7月19日に飛来・受領した一式戦二型（キ43-II）補充機以降は先月より量産が始まった操縦席背面に防弾鋼板を有する機体で、8月6日には航空九二揮発油が航空一〇〇揮発油とオクタン価が向上、さらに10月14日の補充機は艤装がP-40と比べても遜色ないものになるといった装備の質自体の向上が見受けられる。
早くも7月には戦闘を開始し第64戦隊は主にB-24と交戦、9月10日・13日には偵察機であるF-4を立て続けに撃墜し間接的にそれら爆撃機の来襲を防いだ。雨期明けの10月9日、第64戦隊はラングーンに夜間来襲したB-24 3機と交戦し指揮官機たる1機を夜戦で撃墜（第159飛行隊長マッシー少佐機）。
一式戦闘機 実戦
当時、この方面では物資輸送のためインドから中国昆明に至る「援蔣航空路」を飛ぶ輸送機が急増しており、第64戦隊・第50戦隊などは「辻斬り」と称すそれらの撃墜を度々実施、10月13日には第50戦隊の一式戦がC-87 1機（エルキン大尉機）・C-46 1機・C-47 1機撃墜を筆頭に、多くの輸送機を落としていった。
11月2日、第64戦隊の黒江大尉機が高速偵察機モスキートPR Mk.IX 1機を初撃墜（第684飛行隊フェルディング中尉機）。3日、ビルマ戦線第3の戦闘隊である第33戦隊（一式戦装備）、続いて22日には教導飛行第204戦隊（一式戦装備）が進出。
11月22日、第50戦隊・第33戦隊の一式戦22機はチッタゴンに侵攻、レーダーで探知し迎撃にあがっていたスピットファイア10機・ハリケーン57機と交戦。この空戦で一式戦に喪失はなく全機が無事に帰還した一方で、スピットファイア1機（第615飛行隊レオナード少尉機）・ハリケーン1機（第146飛行隊グリフィス軍曹機、水田に不時着）を撃墜した。約2.5倍と圧倒的に機数で勝り邀撃できたにかかわらず、ビルマ航空戦では初陣となるスピットファイアは2日のモスキートと同様に登場早々一式戦に一方的に撃墜された。
一式戦闘機 実戦
11月25日より、中国・ビルマ方面アメリカ陸軍航空軍総司令官は日本軍の拠点であるラングーンを米英軍協同による連続戦略爆撃を敢行。25日、この爆撃機の直掩機として選ばれた長距離戦闘機P-51Aはラングーン上空で（爆撃機との空中集合に失敗したためP-51A単独で飛来）、午後にはB-25を掩護し第64戦隊の一式戦と交戦した。結果、一式戦は1機を喪失（落下傘降下、生還）するも最高指揮官機を含むP-51A 2機を撃墜した（第530爆撃航空群指揮官ミルトン中佐機・第530戦闘爆撃飛行隊ロケット少尉機）。
一式戦闘機 実戦
11月27日、アメリカ軍戦爆連合84機を中隊長黒江大尉が率いる第64戦隊第3中隊の一式戦8機と二式戦1機（二式戦は戦力補充のため送られていたもので第64戦隊は極少数機を保有。当時、ビルマ方面陸軍航空部隊主力は後述の龍一号作戦の準備で後方にいたため戦力は少なかった。黒江大尉は第5飛行師団参謀長鈴木京大佐から増援を送ろうかと言われたが断っている）、対空監視哨と地上からの無線電話誘導により有利な位置で邀撃。一式戦1機・二式戦1機を喪失しエース檜與平中尉が重傷を負うも、機数で圧倒的に劣るこの状況でP-51A 4機（第530戦闘爆撃飛行隊ブリッグス中尉機・ウィルマー中尉機・グレイ中尉機・ホーガン中尉機）・P-38H 2機（第459戦闘飛行隊オーメイヤー大尉機・ハーラン中尉機）・B-24 3機（第308爆撃航空郡ピッカード中尉機・ケラム少尉機、第7爆撃航空群マレイ中尉機）計戦闘機6機・爆撃機3機を撃墜、他数機を撃破する大戦果を挙げた。27日のこのP-38はビルマ航空戦で初陣を飾ったものであるが、先日のP-51やスピットファイアともども米英の新鋭戦闘機は一式戦との初交戦で完敗したこととなる。この空戦には二式複座戦闘機「屠龍」（キ45改）8機を装備した飛行第21戦隊が途中参戦しているが、戦闘はほとんど第64戦隊の9機によって行われ特に一式戦の黒江大尉機・檜中尉機・隅野中尉機が活躍、むしろ遅れてやってきた二式複戦がP-51A 2機に追い立てられていたところを黒江大尉の一式戦に助けられるなど戦力としては今一つであり、第21戦隊は二式複戦1機を喪失し戦果はB-24 1機撃墜報告のみであった。この日報告された第64戦隊の撃墜報告はP-51 4機・P-38 2機・B-24 2機であり多大な戦果誤認が多い空中戦にもかかわらず実戦果と一致させている。撃墜認定の厳しい64戦隊では少なからずこのような事態が発生している事も特筆される。
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翌28日、同じくアメリカ軍戦爆連合を第64戦隊第3中隊の一式戦6機が迎撃、P-51A 1機を撃墜し（第530戦闘爆撃飛行隊エンジェル中尉機）2機を撃破。
一式戦闘機 実戦
12月5日、先月より計画されていた戦爆連合をもってインド東部カルカッタの港湾を日本陸海軍協同で爆撃する龍一号作戦が発動（本作戦は陸軍航空部隊のみならず本来は担当外である南西方面艦隊の海軍航空部隊も少数ながら参加し、零戦および一式陸上攻撃機が投入されている）。主力のカルカッタ侵攻に先立ち各地に飛んでいた一〇〇式司令部偵察機「新司偵」数機がチャフを事前散布し、ビルマのマグエ飛行場群からは第64戦隊・第33戦隊・第204戦隊の一式戦74機、第98戦隊の九七重爆17機が出撃しカルカッタを目指した。進行途上で邀撃ハリケーンの奇襲を受け九七重爆1機を喪失するも一式戦は1機を撃墜（第258飛行隊ブラウン大尉機）、また爆撃自体も目標のドック（キング・ジョージ・ドック）を火網に捉え任務は完全な成功を収めた。海軍航空部隊の第三三一海軍航空隊の零戦27機、第七〇五海軍航空隊の一式陸攻9機は陸軍戦爆連合出撃の1時間後に同地に侵攻、こちらも爆撃を成功させている。空戦では日本軍戦闘隊はイギリス空軍戦闘隊を終始圧倒し、一式戦はスピットファイア1機・ハリケーン7機を撃墜、零戦はハリケーン3機のみを撃墜、一方的な戦闘で一式戦・零戦に喪失は無かった。なお、本作戦で一時的にマグエ飛行場郡に集結した陸海軍の戦闘機操縦者は仲良く行水し、互いの戦闘機を見学するなど和やかな雰囲気であり、本作戦に従軍した第64戦隊第3中隊長黒江大尉は「前線のわれわれにかんするかぎり、戦後にいろいろと取り沙汰されたような陸海軍の反目などは、まったくなかったものと、私は信じている。私は、万腔の信頼と敬意とをもって、この日に限らず、海軍航空隊を礼賛して、その奮戦をたたえたい」と述べてる。
一式戦闘機 実戦
12月10日、第50戦隊の一式戦25機は「辻斬り」を行いC-47など輸送機4機（第2兵員輸送飛行隊ヒルシバーグ大尉機・ハリスン少尉機等）、B-25 1機（捜索救助隊ポーター大尉機）を撃墜。このB-25協同撃墜者の一人である前川美雄伍長は、1942年4月18日のB-25によるドゥーリトル空襲で姉を亡くした人物であり、この撃墜は「姉の仇」となった。
一式戦闘機 実戦
一方で12月中旬から下旬にかけて、「援蔣航空路」の抜本的妨害のため戦爆連合をもってチンスキア飛行場・昆明・雲南駅飛行場を攻撃した際にはアメリカ陸軍のP-40と交戦するも、優位からの待ち伏せや執拗な追尾攻撃を受けたために空戦で一式戦11機・爆撃機6機を喪失、P-40は3機喪失のみ（一式戦の攻撃により1機・九七重爆の防御砲火により1機・九九双軽との衝突1機）と一方的な敗北を被っている。26日にはスピットファイア1機を撃墜するも一式戦1機、九七重爆2機を喪失、28日、P-40 1機撃墜、一式戦1機喪失、31日、スピットファイア1機撃墜、一式戦1機喪失、九七重爆2機喪失と、11月下旬から12月初旬まで大戦果を記録していた一式戦の活躍に陰りが見られるようになった。連合軍はビルマ戦線で日本軍に対しはっきりと航空優勢を確立できるようになった時期は1943年の12月からと称しており、日本軍のエースの多くもこの頃に負傷や転属命令により内地に帰国している（檜中尉・黒江大尉・穴吹軍曹・下川幸雄軍曹等）。
一式戦闘機 実戦
1944年1月13日、第50戦隊が対地掃射に飛来したボーファイター1機を撃墜（第211飛行隊ボーヴィアー中尉機）。15日、前線制空に出撃した第64戦隊はスピットファイア2機（第136飛行隊ファージ中尉機・ガーヴァン中尉機）、ハリケーン1機（インド空軍第6飛行隊バーラー中尉機、不時着）を撃墜するも5機を喪失、ベテラン多久和茂曹長を含むこの操縦者5名戦死は第64戦隊編成以来の大打撃であった。
1月20日、第204戦隊の一式戦はスピットファイアMk.V 2機を撃墜（第607飛行隊ソール准尉機・ケネディ軍曹機）し3機を撃破、損害は1機不時着のみ。27日には損害無くハリケーン2機を撃墜（インド空軍第6飛行隊バーラー中尉機・ヴァーマ中尉機）。2月5日、第64戦隊は損害無くスピットファイア1機（第136飛行隊カーロン曹長機）・ハリケーン2機（第11飛行隊ブライト中尉機・コーベット軍曹機）を撃墜。
2月14日、第50戦隊は増援のアメリカ陸軍第1特任航空群のP-51A 13機と交戦、2機を撃墜（ミラー大尉機・ヘルツァー中尉機）し1機を撃破、一式戦の損害は不時着1機であった。第1特任航空群指揮官コクラン大佐機は一式戦の攻撃で墜落寸前の状態であり、上級司令部は北アフリカ戦線帰りの英雄である大佐に対し以降の空戦参加を禁じている。
一式戦闘機 実戦
3月15日、インパール作戦が発動し各地上部隊は侵攻を開始。翌朝には呼応した第50戦隊・第64戦隊・第204戦隊の一式戦がインパール飛行場を攻撃し、第136飛行隊のスピットファイアと交戦するも戦果なく第204戦隊が1機を喪失、第64戦隊のエース伊藤直之中尉も重傷を負った。17日午後、第204戦隊はモーニン飛行場を攻撃し第81飛行隊と交戦、1機を喪失するも指揮官機かつエースであるスピットファイア1機を撃墜（第81飛行隊長ホワイタモア少佐機）、離陸態勢の1機を撃滅（クールーター大尉機、炎上）、2機を地上破壊した。
4月4日、第50戦隊が駐屯するサモンカン飛行場を対地ロケット弾を装備した第1特任航空群のP-51が襲撃、一式戦15機を地上破壊し第3中隊は戦力を喪失。17日、第64戦隊はインパールで米英軍機の波状攻撃を受け戦果無く一方的に5機を、第50戦隊もP-38迎撃時に1機を喪失した。当時の一式戦は制空・直掩・迎撃のみならず、積極的に爆装しての対地攻撃や威力偵察・物料投下など様々な任務に多用されている。
4月26日、第64戦隊の一式戦2機はB-29と交戦。中村大尉機がかなり被弾したものの喪失は無く、しかしB-29も撃破と痛み分けに終わった。これはB-29にとって史上初の空戦である。
一式戦闘機 実戦
5飛師各飛行部隊は損害を出しつつ6月17日までインパール作戦に協力。22日、作戦地域をインパールからフーコンに転じ、アメリカ軍の装備を持ちアメリカ軍の訓練を受けた中国軍である米式装備重慶軍（雲南遠征軍）の攻勢下にあった地上部隊の掩護・物料投下を行いつつ、アメリカ陸軍航空軍と空戦を重ねている。
7月29日、第50戦隊・第204戦隊の一式戦22機はミートキーナに侵攻。ビルマ航空戦では初陣となるP-47 4機と交戦し損害無く1機を撃墜（第88戦闘飛行隊オースチン少尉機）。スピットファイア、P-51、P-38に続きまたも連合軍新鋭戦闘機を一式戦は初交戦で一方的に撃墜した。
以下は大戦後期たる1943年7月2日から1944年7月30日にかけての戦果・損害で、単純に撃墜戦果のみの比較で（日本軍劣勢の大戦後期たる1944年半ばにおいても）ビルマで帝国陸軍航空部隊は連合軍空軍と互角の勝負をしており、主力となる一式戦に至っては幾度も勝利を収めていた。
一式戦闘機 実戦
一式戦は連合軍機135機撃墜を記録、対する空戦損害は83機喪失。
撃墜連合軍機の機種内訳は戦闘機70機・爆撃機等32機・輸送機等33機。
撃墜戦闘機の詳細はハリケーン24機・スピットファイア18機・P-51 15機・P-38 8機・P-40 4機・P-47 1機。
逆に一式戦を撃墜した連合軍戦闘機の詳細はハリケーン3機・スピットファイア16機・P-51 12機・P-38 13機・P-40 14機・スピットファイアまたはハリケーン3機等。
この当時のビルマ航空戦全体で日本軍戦闘機は計142機を撃墜、連合軍戦闘機は計127機を撃墜。
1944年8月、第64戦隊は一式戦三型（キ43-III）に、第50戦隊は少数の一式戦を残しつつも四式戦へと機種改変。第64戦隊はこの頃拉孟・騰越守備隊に対する支援攻撃や物料投下を行っている。
10月3日、第64戦隊の一式戦がメイクテーラ飛行場を襲撃したモスキートを迎撃。高速機モスキートを撃墜するため従来ビルマ航空戦で多用されていた「送り狼」戦法で巡航速度で帰還中の不意を突き1機を撃墜した（第45飛行隊プロクター大尉機）。5日、指揮官機自ら単機で飛行場に来襲したボーファイターを中村大尉機が執拗に追尾し1機を撃墜（第177飛行隊長ヒル中佐機）。
一式戦闘機 実戦
10月6日、マンダレーに来襲したB-25 12機を第64戦隊が迎撃し1機を撃墜するも（第83爆撃飛行隊コーチ中尉機）、1機を喪失。この空戦で中村大尉機と僚機2機の一式戦計3機は直上からの一撃離脱攻撃を行いコーチ中尉機は空中爆発、続いて後続機にも同様の直上攻撃を試みたが、タイミングがずれ防御放火の集中を受けた中村機は空中分解、のちに「軍神加藤少将の再来」と謳われる眉目秀麗のエース中村大尉は戦死した。多くのエースを輩出し多くの戦死者も出した第64戦隊で個人感状を拝受し二階級特進の栄誉に輝いた者は加藤建夫少将とこの中村三郎中佐のみである。
10月18日、第64戦隊はボーファイター1機を撃墜するも（第211飛行隊コールズ大尉機）、1機を喪失。
10月19日、インド洋上で第1野戦補充飛行隊の一式戦二型（キ43-II）9機がイギリス海軍空母機動部隊艦載機と交戦。F4U編隊（空母「ヴィクトリアス」艦載機）とF6F編隊（空母「インドミタブル」）との間で30分の空戦を行い、4機を喪失するも3機を撃墜（F4U 2機・F6F 1機）。
10月22日、第64戦隊はモールメン上空で指揮官機を含むB-24 3機を撃墜（第493爆撃飛行隊長ブランドフォード少佐機・ボドマー中尉機・ブライヤー中尉機）。
一式戦闘機 実戦
11月19日、第50戦隊の一式戦1機がP-38 8機と交戦するも2機を撃墜した（フィックリン少尉機・バウマイスター中尉機）。
12月11日、第64戦隊の一式戦28機はモンドウに侵攻し連合軍の資材集積所を地上攻撃し炎上3箇所を報告。帰途、スピットファイアMk.VIII 12機と交戦するも1機を撃墜し（第273飛行隊バリオン准尉機）、一式戦は喪失無く全機が帰還した。
1945年1月9日、第64戦隊は第50戦隊（四式戦装備）とともにアキャブ沖連合軍艦船攻撃に出撃。第64戦隊はボーファイター1機（第27飛行隊）・シーオッター1機（第292飛行隊）を撃墜するも、戦隊長編隊がスピットファイアに襲撃され4機を喪失。戦隊長江藤豊喜少佐機はミエボン南方に不時着しており翌10日に無事帰還したものの、僚機の3名は戦死した。18日、メイクテーラの第64戦隊残置機の一式戦がP-47 18機・B-25 37機を迎撃、2機編隊の一式戦がP-47 1機を上空から襲い撃墜（第5戦闘飛行隊ギルモア中尉機）。
2月19日、第64戦隊はイラワジ川上空でP-47と交戦し1機を喪失するも宮辺少佐機が1機を撃墜（第5戦闘飛行隊バーネ中尉機）。続く空戦では池沢軍曹機がハリケーン1機を撃墜（第28飛行隊ハンター中尉機）。
一式戦闘機 実戦
2月26日、メイクテーラ付近で第64戦隊はP-47Dと交戦、1機を喪失するも最高指揮官機を含む2機を撃墜（第1特任航空群指揮官ゲイティ大佐機、第6戦闘飛行隊デイヴスン少尉機）。第64戦隊はさらにベンガル湾上空でB-29 1機（第44爆撃飛行隊リヨン大尉機）を撃墜。。
4月24日、第50戦隊・第64戦隊の一式戦および四式戦計15機は第17飛行隊のスピットファイアと交戦、このうち第64戦隊の一式戦2機がクロフォード軍曹機を撃墜し、第64戦隊はビルマ航空戦における最後の撃墜戦果を記録した。28日、第64戦隊飛行隊長宮辺少佐は第9代そして最後となる第64戦隊長を拝命。
地上の緬甸方面軍はイラワジ会戦・メイクテーラ攻防戦に完敗、5月2日にはラングーンが陥落しビルマ航空戦は事実上終了した。第3航空軍各飛行部隊はインドシナ、マレー、インドネシア方面に後退し防空戦を行い、のちの敗戦を迎えることとなる（#インドシナ、マレー、インドネシア方面）。
1944年11月5日、シンガポールに飛来したB-29 53機を第1野戦補充飛行隊8機・第17錬成飛行隊7機からなる一式戦15機が迎撃し、1機を喪失するも最高指揮官機たる1機を撃墜（第468超重爆撃航空群指揮官フォールカー大佐機）、同時に一式戦によるB-29初撃墜の戦果を挙げた。
一式戦闘機 実戦
1945年1月24日・29日、その約3年前に帝国陸軍落下傘部隊が第64戦隊・第50戦隊の一式戦の掩護を受け奪取した、スマトラ島の製油所地帯である要衝パレンバンにイギリス海軍第63空母機動部隊の艦載機が来襲（メリディアン作戦）。パレンバン防空は主力となる飛行第87戦隊（二式戦装備）のほか、第26戦隊・第33戦隊（一式戦装備、第33戦隊は装備2機のみ）、第21戦隊（二式複戦装備）が担当しており、2日間の空戦では日本軍は20機を喪失、イギリス軍は27機（内訳は被撃墜16機、帰途不時着水11機。このほか着艦事故14機を合わせると計41機に上る）を喪失している。
一式戦闘機 実戦
同時期、本方面スンバワ島ビワにて本来は教育部隊である第17錬成飛行隊の飛行隊長・教官・助教・隊員（特操1期）からなる臨時防空戦闘隊（一式戦12機）を編成。4月6日、ニューギニア方面から撤退する地上部隊将兵1,800名を満載した軽巡洋艦「五十鈴」および水雷艇「雉」・掃海艇2隻を攻撃するため飛来した、第一波の第18飛行隊・第2飛行隊B-25 20機を臨時防空戦闘隊の一式戦2機が迎撃、爆撃を妨害し艦艇損害無し。20分後には第二波として第21飛行隊・第24飛行隊のB-24 9機が飛来するも同戦闘隊からも増援の一式戦2機が到着し交戦、マクドナルド大尉機・フォード中尉機を撃墜し艦艇損害は至近弾2発・不発弾直撃1発のみ。さらに撃墜機乗員の救助に来たカタリナ1機を補給のため基地に帰還したのち再度飛来した一式戦1機が撃墜（第112海難救助飛行隊バルマン大尉機）。のちに掃海艇1隻が潜水艦の雷撃により沈没するも、「五十鈴」は無事にビマに入港し将兵を揚陸した。この空戦で一式戦は3機を撃墜するも損害は1機被弾のみ。臨時防空戦闘隊は7月半ばにかけて10機を喪失（このうち空戦被撃墜は4機、敵機衝突1機）するも7機を撃墜（B-24 5機・PB4Y-1 1機・カタリナ1機）、予想を上回る敢闘を見せた。
一式戦闘機 実戦
8月13日、スンダ海峡にて翔忠戦闘隊（6月22日に廃止された第33戦隊を飛行師団直轄の部隊としたもの）の一式戦がB-24 1機を撃墜（第203飛行隊テットロック中尉機）、これが一式戦が挙げた最後の戦果となる。
大戦末期となる1944年8月18日から終戦間際となる1945年8月13日にかけて、ビルマを初めとする東南アジア方面（ビルマ・フランス領インドシナ・マレー・インドネシア・タイ等）を担当する第3航空軍戦域における戦果・損害は以下の如し。