一式戦闘機
8月12日、アメリカ陸軍航空軍第11空軍は北千島へ7月22日以降第3回目の爆撃行としてB-24 9機を出撃させた。以後2年「以上」続くこととなるこの千島航空戦の初陣に第54戦隊は戦隊長機以下全機が邀撃、爆撃を終え帰還するB-24を攻撃し防御砲火の反撃で1機を喪失するも2機を撃墜した(第404爆撃飛行隊。撃墜は戦隊本部附山田成一准尉機・第3中隊榎田正一軍曹機(協同撃墜)、第3中隊第2小隊長岩瀬勲中尉機(単機撃墜)による)。これは「日本本土防空戦撃墜第1号(および第2号)」である。この空戦には先に千島に進出していた占守島の第四五二海軍航空隊の二式水上戦闘機と零式水上観測機も加わっているが戦果は無く、また幌筵島南端の第二八一海軍航空隊の零戦も離陸自体はしているが戦意無く武蔵飛行場の上空警戒に終始し防空戦には参加していない(二八一空は当時北千島最大の邀撃戦力でありながら千島航空戦に一切寄与することなく転出していった)。
日本陸海軍の一式戦・水上機・高射部隊は春から秋にかけて厚い濃霧の発生する同戦線で来襲するアメリカ軍爆撃機を迎撃。9月12日の空戦ではアメリカ軍はB-24 3機・B-25 7機喪失(7機はソ連領カムチャッカ半島に不時着)、7機被弾の損害を被っている。
同時期、戦力強化のため北海道で防空の任にあたっていた第63戦隊第1中隊(一式戦装備)が幌筵島に進出し第54戦隊の指揮下に入るも、11月に戦隊主力がニューギニア航空戦に転出することとなり同第1中隊も機材を第54戦隊に引渡し主力に追随。海軍も冬季を迎えるため10月・11月に歴戦の四五二空(水上機部隊)が、また10月から12月にかけて二八一空の零戦が、9月から12月にかけて第七五二海軍航空隊の一式陸攻が、重巡洋艦「那智」以下の第五艦隊がそれぞれ南方・内地に転出。これにより北千島から海軍航空部隊は消滅し、同方面の防空は年明けまで第54戦隊のみが担うこととなった。残った第54戦隊は日本軍航空部隊では初となる厳寒地北千島で越冬を実施。暴風により一式戦やトラックは吹き飛ばされ、風の無い日は1m以上の積雪を記録する条件下で(除雪車の故障により)戦隊長以下操縦者を含めた戦隊員全体が雪かきに励み、整備隊は一晩中エンジン下で焚火を行い暖気に努るなどしている。濃霧・強風・酷寒は北千島の日本軍のみならずアリューシャンに展開するアメリカ軍にとっても最大の障害であった。
大損害を受けた9月12日以降本格的な爆撃を控えていたアメリカ陸軍航空軍に代わって海軍航空部隊がこれを実施、1944年1月20日以降約4か月にわたり第139哨戒爆撃飛行隊PV-1による夜間偵察爆撃は78回を数えた。2月4日夜には巡洋艦・駆逐艦による艦砲射撃が、同月15日には陸軍航空軍のB-24による爆撃も再開している。日本海軍航空部隊と異なり夜間出撃・夜間飛行・夜間戦闘の技量が単座戦闘機操縦者にも求められる日本陸軍航空部隊において、夜間邀撃は「本来は」可能であったものの、他戦域と大きく異なる暴風・豪雪下の北千島で夜間の離着陸は危険なためこれは行えなかった。
春となる3月・4月、日本陸海軍は千島方面の航空戦力を増強し、戦闘・軽爆・重爆・襲撃・司偵・艦爆・艦攻・陸攻・水偵の各飛行部隊が北千島・中千島・南千島へ進出。第54戦隊の一式戦はこれらの零戦とともに千島航空戦を戦っている(P-40・P-38のアメリカ陸軍戦闘隊は航続距離不足のため爆撃機の掩護は行えず、防空戦の相手はB-24やPV-1が主体)。しかし同年7月・8月、マリアナ諸島が陥落しフィリピン決戦の準備が始まったため、再度千島方面の飛行部隊は一部が派遣隊(残留隊)を残し主力は南方・内地に転出。第54戦隊も予備機5-6機を残し8月中旬に札幌に移動、同地で三型へ改変し9機を北ノ台飛行場へ帰したのち、10月25日に戦隊長以下第54戦隊主力28機はフィリピン航空戦に転戦していった。
千島に残った第54戦隊派遣隊の一式戦15機は引き続き防空戦に従軍、10月末には同じく残留隊である海軍北東航空隊派遣隊の艦攻(九七式艦上攻撃機・天山、1機のみ残された天山はのち主脚故障により着陸時に損傷廃棄)が駐屯する占守島の片岡飛行場に第54戦隊派遣隊も合流した。戦果としては11月5日に一式戦が損害無くPV-1 1機を撃墜(第131哨戒爆撃飛行隊)するなどしている。
末期の1945年7月、北海道の防空戦力強化のため第54戦隊派遣隊は主力11機が札幌に移動。8月10日、残る4機に対しても北海道撤収が第1飛行師団より命じられ、天候回復を待っている。4月より海軍も北千島地上戦力の撤退を始めているが防空部隊と北東空の九七艦攻は残留とされている。8月9日にソ連が対日参戦し、九七艦攻は9日・10日にカムチャッカ半島を攻撃するも積極策の指令でなかったこともあり戦果は無かった。
8月15日、日本はポツダム宣言を受諾し降伏を決定、日本軍は停戦し北方方面の日本陸海軍も武装解除に移行したが、同月18日に千島列島東端の占守島にソ連軍が上陸し日本軍北部遊撃隊(第91師団)と交戦(占守島の戦い)。士気の高い第54戦隊の一式戦4機および北東空の九七艦攻4機は第91師団部隊を掩護すべく出撃した。九七艦攻1機が対空砲火で撃墜され喪失するも、輸送船に直撃弾1発・掃海艇1隻撃沈の戦果を報告(戦果不明)、一式戦は九七艦攻を掩護するとともに掃海艇を攻撃している(戦果無し)。翌19日には九七艦攻が示威飛行でソ連軍艦艇を威嚇するも、着陸時に1機が損傷し稼働2機となったため、北東空の操縦員3名は第54戦隊の操縦者に交渉し一式戦操縦訓練の依頼をしている。一連の空戦で特に物的戦果は無かったものの一式戦と九七艦攻は日本軍占守島守備隊の善戦に貢献、また18日の戦闘は第二次大戦最後の空戦のひとつとなった。
停戦交渉がまとまったのちの8月21日、一式戦・九七艦攻は操縦者共々北海道に脱出。一式戦3機のうち池野准尉機は途中不時着によりソ連軍捕虜となり抑留、入江軍曹機は行方不明、森永軍曹機は方位を間違え樺太に不時着するも船に便乗し1ヵ月後に北海道に到着した。ここに千島航空戦は日本の敗戦・第二次大戦の終戦とともに終了した。
1944年後半から始まるB-29による本格的な日本本土空襲で、陸軍はより超重爆迎撃に適した二式戦・二式複戦・三式戦・四式戦・武装司偵を防空戦の主力としているため、一式戦の邀撃配備・投入数は少ない。
1945年3月からの沖縄戦には戦闘爆撃機として、もとは襲撃戦隊であった第65戦隊が「爆装一式戦(三型)」をもって沖縄近海の連合軍艦船や占領下の飛行場攻撃に従事している。また、フィリピンから撤退した台湾の第20戦隊・第24戦隊もタ弾を装備し夜間攻撃や特攻機援護を行った。
一方で沖縄戦には特攻機としても多くの一式戦が用いられ、九州方面からは第6航空軍隷下の第20振武隊など計13個の特攻飛行隊が出撃している。特筆する特攻戦果としては、台湾の第8飛行師団隷下誠第39飛行隊(飛行隊長笹川勉大尉、一式戦5機装備)のうち一式戦1機が、3月31日にレイモンド・スプルーアンス中将率いる第5艦隊旗艦重巡「インディアナポリス」に命中、大破・航行不能にさせている。なお、「インディアナポリス」はこの損害によってアメリカ本土に曳航され、修理完了後前線に復帰する際には原子爆弾部品・核材料輸送の極秘任務をこなし、それらを揚陸後に日本海軍の「伊号第五八潜水艦」に撃沈されている。
一型(キ43-I)
ハ25を装備した最初の生産型。武装は増加試作機や極初期量産型は7.7mm機関銃2挺(一型甲:キ43-I甲)だが、開戦前に7.7mm機関銃1挺と12.7mm機関砲1門に強化(一型乙:キ43-I乙)され、更に12.7mm機関砲2門へと換装(一型丙:キ43-I丙)された。また試作機時点から7.7mm弾対応の防弾タンク(防漏タンク)を装備していた。いきすぎた軽量化のため機体強度に問題があり、急降下制限速度は550km/hとされた。実戦では1942年7月31日、中国戦線にて第24戦隊所属の一型3機が、急降下するP-40追尾中に機体引き起こしたさい、両翼が折れ空中分解している。
「キ43」の発展型として「キ43-II」が正式に計画されたため「キ43」は「キ43-I」となり、その発展型「キ43-II」が制式採用され「二型」の制式名称が付与されて以降は従来の「キ43-I」は「一型」と称し区別される。
仮制式制定前の1941年4月から量産が開始され、同年6月より部隊に配備された。1943年中に大半の実戦部隊では二型(キ43-II)に改変されて第一線を退き、1944年末頃まで標的曳航機や訓練機として運用された。
二型(キ43-II)
エンジンをハ115に換装し、不完全であった一型(キ43-I)の各部を改良した各型のうち最多生産型。気化器外気吸入口は上部に移動し、プロペラは2翅から3翅に(直径2.90mから2.80mに短縮)、左右主翼端を30cmずつ短くし、機体構造が強化され、降下制限速度が600km/hないし650km/hにまで引き上げられたほか、照準器は眼鏡式(八九式照準眼鏡)から光像式(一〇〇式射撃照準器)に、操縦席の風防と天蓋は平面構成から枠が少ないよりスマートな曲面構成(二式戦と共通品。なお、キ43-II試作機ではかつてキ43試作1号機でも実験された曲面1枚物風防の装備が再度試みられていた)に、また計器盤や主脚の仕様を変更している。武装は一型丙(キ43-I丙)と同様の12.7mm機関砲2門。防弾タンクは12.7mm弾対応に強化されたほか、1943年6月の第5580号機から操縦席背面に13mm厚の12.7mm弾対応防弾鋼板(防楯鋼板)を追加装備している。
二型ではエンジンやカウリングまわりのマイナーチェンジが多く、大別して最初期型は5重の環状潤滑油冷却器を前面に、小型の潤滑油補助冷却器を下面に増設、初期型は前面の環状潤滑油冷却器を廃止して機首下面に統合し大型化。中期型はカウリングを抵抗の少ない丸みを帯びた形に再設計され、後期型は一型同様の集合排気管を排気のロケット効果を利用して速度を向上させるため、推力式集合排気管に変更(最大速度536km/hに向上)された。最終型では推力式集合排気管を更に効果の高い推力式単排気管に変更(最大速度は548km/hに向上。これは二型を三型に改造する現地改修用部材が、末期生産型の二型に転用されたものであった)、といった主な点がある。便宜的に推力式集合排気管モデルを二型乙、推力式単排気管モデルを二型改と称することがあるが、あくまで戦後の俗称に過ぎない。
二型の量産中後期頃に懸吊架と落下タンクの仕様を変更。従来の落下タンク専用懸吊架および専用タンクは、電磁器内蔵の爆弾架兼懸吊架および統一規格タンクになり、俗称として前者を「専用型」後者を「統一型」と称した。爆弾架兼懸吊架の実装によって、より容易に爆装が可能となったが、「専用型」・「統一型」双方の落下タンクに互換性は無い(共に容量200l)。
後期型の途中から左翼中央前部に着陸灯を設置。それまでは電灯ではなく、マグネシウムを発火させ着陸灯に使用していた。
1942年2月に試作1号機が完成し同年11月から量産開始、1943年1月より部隊配備された。量産は中島および立川で行われた。
三型(キ43-III)
エンジンを水メタノール噴射装置付のハ115-IIに換装した推力式単排気管仕様の最終生産型。操縦席後部に容量70lの水メタノールタンクを新設し、推力式単排気管モデルの二型最終型と異なり量産三型の排気管数は片側7本となる。武装や防弾は二型第5580号機以降と同様。最大速度は560km/hに向上。 三型(二型の後半モデルを含む)になると当初の「軽戦」のイメージが薄れ、かなり無理がきく機体になっていた。一方で水メタノール噴射装置の不具合や、整備兵の不慣れにより稼働率が低下している。
武装を20mm機関砲2門に強化したキ43-III乙は試作止まりであるが、キ43-III乙との区別のため、従来型を三型甲(キ43-III甲)と称することがある。
1944年7月から量産開始、順次部隊配備された。四式戦の生産のために中島は試作のみを行い、量産は全て立川で行われた。
キ43-IV
計画のみに終わった型式で、幾つかの異なるプランが存在した。
(1) - エンジンを陸軍側の提案でハ45に換装した機体で、多くの文献にも記述が見られるが、三型の開発主務者であった大島賢一技師が異議を唱え、中島も四式戦の開発に専念するために中止となったもの。
(2) - エンジンを水メタノール噴射装置付のハ112-II(海軍の金星六二型とほぼ同じ)に換装し、機体の一部を木製化した機体。
このほかにも、生産が立川に移管されたのち、余剰になっていたハ33-42(海軍の金星四二型とほぼ同じ)を使用した機体を計画したが、出力がハ25程度でしかないためか陸軍航空本部の指示で中止しており、実現していればキ43-IVを名乗った可能性がある。
「キ43-IV」は制式採用されていないため「四型」の制式名称は付与されていない。
計画が消滅した機体。1940年の研究方針で構想された時点では完全な新設計の軽単座戦闘機となっていたが、発注先の中島がキ43の開発で手一杯だったため新規開発は中止となり、最終的には一式戦二型をキ62相当として扱うことになった。また、陸軍側によってハ45を搭載する試案も検討されていた。
一式戦は日本軍以外の軍隊で最も運用された日本製戦闘機でもある。大戦中には「友好国」であった満洲国軍やタイ王国軍に供与され、両軍では連合軍機を相手に幾度となく戦闘を行っている。タイ王国軍は一式戦に国籍標識として「白象」を垂直尾翼に描き、中村三郎大尉ほか第64戦隊員により運用の指導が行われ(それらの模様は1944年4月27日の日本ニュース第204号『タイ空軍「隼」戦闘機で訓練』に収録)、バンコク空襲では日本軍機とともに迎撃戦に参加している。第二次大戦後も数年間、アメリカ製戦闘機が配備されるまで使用されていた。
外地で終戦を迎えた一式戦はフランス軍、インドネシア軍、中華民国軍(国民革命軍・国民党軍)、中国人民解放軍(紅軍・共産党軍)、朝鮮人民軍に接収された上で使用されている。フランスは第一次インドシナ戦争において二つの部隊で二型を対ゲリラ戦に、インドネシアではインドネシア独立戦争において二型をイギリス軍、オランダ軍との戦闘で使用している。これら各国では、敗戦により武装解除を受け捕虜となった日本軍操縦者により操縦方法を伝授されていた。中国では共産党軍が関東軍の第4練成飛行隊長林弥一郎元少佐ら日本軍人による東北民主連軍航空学校での指導の下に、国共内戦において使用。一方の国民党軍においても自軍の国籍標識を付けた機体が複数存在したが、アメリカからの全面的な支援を受けていた国民党軍においてこれらがどの程度実用されていたのかは明らかでない。朝鮮人民軍では戦後の一時期、創設間もない航空部隊の訓練用に二型を運用しており、ソ連機が配備されるまで使用された。
戦後散逸してしまった航空機の一つであるため、諸説ある機体もあることに留意されたし。
以下は主に一式戦をもって戦果を挙げた主要エース。階級は原則最終階級を表記(戦死者は特進後最終階級)、部隊は主要部隊を軍隊符号で表記(FR飛行戦隊・Fcs独立飛行中隊)。
加藤建夫 - 少将・64FR・戦死
南郷茂男 - 中佐・59FR・戦死
尾崎中和 - 中佐・25FR・戦死
中村三郎 - 中佐・64FR・戦死
坂川敏雄 - 少佐・25FR・搭乗輸送機の墜落により事故死
安間克己 - 少佐・64FR・戦死
黒江保彦 - 少佐・64FR
檜與平 - 少佐・64FR
生井清 - 少佐・33FR
宮辺英夫 - 少佐・64FR
竹内正吾 - 少佐・64FR・三式戦の68FRにて戦死
上坊良太郎 - 大尉・33FR
小野崎熙 - 大尉・59FR
隅野五市 - 大尉・64FR・戦死
伊藤直之 - 大尉・64FR
四至本広之烝 - 大尉・11FR
中崎茂 - 大尉・50FR
細野勇 - 中尉・25FR
金井守吉 - 中尉・25FR
黒木為義 - 中尉・33FR
升澤政利 - 少尉・1FR
宗昇 - 少尉・50FR・四式戦の200FRにて戦死
新藤制雄 - 少尉・64FR
安田義人 - 准尉・64FR
清水一男 - 准尉・59FR
吉良勝秋 - 准尉・24FR
坪根康祐  - 准尉・64FR
山口文一 - 准尉・204FR
羽沢岩太郎 - 准尉・10Fcs/25FR・戦死
清野英治 - 准尉・10Fcs/25FR
大竹久四郎 - 准尉・10Fcs/25FR
大房養次郎 - 准尉・50FR
佐々木勇 - 准尉・50FR
広畑富男 - 准尉・59FR・戦死
小倉光雄 - 准尉・24FR
穴吹智 - 曹長・50FR
下川幸雄 - 曹長・50FR
五十嵐留作 - 曹長・50FR
渡辺美好 - 曹長・64FR・戦死
正野正 - 曹長・10Fcs/25FR・戦死
山本隆三 - 曹長・64FR・戦死
池沢十四三 - 軍曹・64FR