九五式軽戦車
本車の前中期型には九四式三十七粍戦車砲が搭載された。弾頭と薬莢が一体となった完全弾薬筒式である。弾薬は軟目標射撃用の榴弾として九四式榴弾・一式榴弾、硬目標射撃用の徹甲弾として'九四式徹甲弾・一式徹甲弾を使用する。また、演習弾として九四式榴弾代用弾・九四式徹甲弾代用弾を使用できる。九四式三十七粍砲と同じ弾頭を使うものの薬莢は短いものを使用し、弾薬筒レベルでの互換性はない。また、装薬量も少なく、初速が遅いため装甲貫徹能力は同砲より劣っていた。
九四式三十七粍戦車砲は、ルノー軽戦車に搭載されていた旧式化した狙撃砲の後継と言えるものであり、同年に制式化された九四式三十七粍砲のような初速の高い弾薬は使用できなかったため、同時代の同口径の戦車砲を装備した他国の戦車、及び同口径の対戦車砲全般に対して装甲貫徹力の面で大きく劣ることとなった。ただし、歩兵砲由来の戦車砲を搭載したことによる貫徹力不足は、同じく37mm歩兵砲由来の主砲を搭載したフランスのルノー R35軽戦車などと共通する問題点とも言える。ただし、後期型では九四式三十七粍砲と同一の弾薬筒を使用する九八式三十七粍戦車砲が搭載され、装甲貫徹能力が向上させるなど対策が行われており、R35もスペイン内戦の戦訓を受け、結果的にフランス降伏までに全車両の換装は間に合わなかったものの、1939年から既存車両の主砲の換装を行うなど、九五式と似たような対策がとられており、この点については九五式特有の問題というわけではない。
九八式三十七粍戦車砲は、九四式三十七粍砲や一〇〇式三十七粍戦車砲と弾薬は同一であり共用可能であった。
なお、小銃弾にも耐えられないという問題に対しては、第二次試作車から車体側面の砲塔基部に避弾経始に優れたバルジ(張り出し)状の装甲を追加する改良が行われ、量産車からは第二次試作車よりも大型のバルジが採用された。バルジは左右対称ではなく、左右で微妙に大きさが異なっていた。前照灯は戦闘時の被弾による破損を避けるため、不使用時は180度回転させることができた。
それよりも、同時期に登場した他国の37mm程度の砲を装備した軽戦車(ルノーR35、BT-5、LT-38など)が概ね10t前後の車重を有したのに対し、本車はそれより一回り少ない約7tに制限されたことは、本車の限界を決定付けた主要因となった。これは日本は島国であるが故に、戦車を国外に移動させる時は船舶を用いざるを得ず、当時の標準的な港湾設備や船載クレーンの能力から、重量を6t以内に収めることが要求されたことによる選択であったとも言われる。また、当時の日本の技術力では高出力軽量の戦車用ディーゼルエンジンが開発できず、エンジン重量がかさんだこともあり、装甲厚を薄くして車重を軽量化するしかなかった。