Nakajima Ki-27
Käyttö

Maaliskuuhun 1938 mennessä oli valmistunut 32 Ki-27 sarjatuotantokonetta. Ensimmäiset koneet luovutettiin 3. huhtikuuta operatiiviseen käyttöön 1. chutaille (laivue) 2. hikō daitaille (ilmailupataljoona) Yanghowiin (nyk. Yangzhou) Keski-Kiinaan. Laivueen kalustona olivat ennen Ki-27-koneita kaksitasoiset Ki-10-hävittäjät. Laivueen tehtävänä oli tukea Japanin 1. armeijan sotatoimia Shensin provinssissa (nyk. Shaanxi). Laivue kuului eversti Masao Yamasen johtamaan erillisyksikköön, jossa oli tiedusteluosia, hävittäjälaivue ja kaksi kevyttä pommikonelaivuetta kenraalimajuri Tadatsugu Chigain 3. hikō danista (ilmailuprikaati).
Ki-27-koneilla saavutettiin nopeasti hetkellinen ilmaherruus Kiinassa, minkä jälkeen aloitettiin ilmavoimien uudelleen järjestely. Siinä korvattiin aiemmat hikō daitait yhteen konetyyppiin keskittyvillä sentailla. Kagamigaharassa 1. heinäkuuta 1938 aktivoitu 59. hikō sentai oli ensimmäinen ainoastaan Ki-27 hävittäjistä koostuva sentai. Konetoimitusten jatkuessa aktivoitiin 64., 13., 4., 5. ja 11. hikō sentai ennen syyskuun loppua.
Taisteluiden alkaessa 4. toukokuuta 1939 Nomonhanin alueella Japanin armeija siirsi alueelle runsaasti lentokoneita mukaan lukien Ki-27-hävittäjin varustetut 1., 11., 24., 59. ja 64. hikō sentait, joissa oli yhteensä noin 80 lentokonetta. Taisteluiden huippuvaiheessa alueella oli noin 200 japanilaista hävittäjää. Vaikka pääosa oli Ki-27 oli edelleen jonkin verran Ki-10-hävittäjiä käytössä. Taistelutoimien päättyessä japanilaiset ilmoittivat ampuneensa alas 1 340 lentokonetta ja tuhonneensa 30 lentokonetta maassa. Neuvostoliitto ilmoitti alueella olleen vain 450 lentokonettaan (japanilaisten arvio 3 000). Japanilaiset ilmoittivat menettäneensä 120 lentokonetta, vaikka neuvostoliittolaiset ilmoittivat tuhonneensa 215. Ki-27 osoittautui ylivertaiseksi Polikarpov I-15 verrattuna, mutta Polikarpov I-16 koneet osoittautuivat vaativiksi vastustajiksi.
Joulukuussa 1941 Tyynenmeren sodan alkaessa 1., 11., 50., 54. ja 77. hikō sentain kalustona olivat Ki-27-koneet. Yksiköiden tehtävänä oli tukea Filippiinien, Burman, Malakan ja Alankomaiden Itä-Intian valtausta. Näiden lisäksi oli Ki-27 kalustolla varustettuja yksiköitä oli Kiinassa ja Japanissa sekä Mantsukuon ilmavoimilla. Vaikka konetyyppi oli vanhentunut sillä saavutettiin edelleen menestystä liittoutuneiden ilmavoimien ollessa sekaannuksissa. Liittoutuneet antoivat koneelle Kiinan-Burman-Intian sotatoimialueella (China-Burma-India theatre, CBI) nimen Abdul ja Kaakkoisen Tyynenmeren alueella (Southwest Pacific Area theatre) nimen Nate, josta tuli vuodesta 1943 alkaen yleisnimitys koneelle.
Uusia joukkoja perustettiin Ki-27 kalustolla, mutta monet yksiköt varustettiin uudemmalla kalustolla ennen rintamalle siirtoa. Ki-27 oli Japanin kotisaarten ilmapuolustuksessa vuoteen 1943. Mantsukuon ilmavoimissa kalusto oli käytössä koko sodan ajan. Kun Ki-27 korvattiin Nakajima Ki-43 Hayabusa-, Nakajima Ki-44- ja Kawasaki Ki-61 -hävittäjillä, ne siirrettiin koulukoneiksi. Uudessa tehtävässä koneiden laskutelineiden suojakotelot poistettiin ja perän koukku korvattiin pyörällä. Näin muutettuna kone sai nimen armeijan tyypin 97 hävittäjäkoulukone. Sodan viimeisinä kuukausina joitakin koneita käytettiin kamikazetehtävissä varustettuna 500 kilogramman pommilla.