一式中戦車
乗員がそれまでの車体内2名+砲塔内2名の計4名から、車体内2名+砲塔内3名の計5名へと増加(九七式中戦車 新砲塔チハにおいては砲塔右側の車長が装填手を兼任していたが、本車では砲塔左側の砲手の後方に新たに装填手を配置。これにより乗員の負担が減り効率が良くなった)
主砲として九七式中戦車 新砲塔チハの主砲である一式四十七粍戦車砲に電気式撃発装置の追加や左右の肩当て式照準機構の廃止等が加わった一式四十七粍戦車砲II型が搭載された
砲弾搭載量が約20発増加
これらの改良によって本車の防御力と機動力は九七式中戦車に比べ大きく向上し、溶接構造と装甲の強化により試験では口径15cmクラス重榴弾砲の至近弾を受けると九七式中戦車はバラバラになったが、本車は持ちこたえたと言われている。その一方、砲威力の点においては部隊配備が開始された時点で完全に時機を逸していた。
尚、本車の操向装置は最終的に九七式中戦車と同様のものが搭載され(これは昭和17年5月に竣工した二式砲戦車ホイの車体が流用された結果であるという説も存在する)、当初予定されていた油圧サーボ式の導入は後継車両である四式中戦車へと持ち越される事となった。
本車の発展型としてチヌ (三式中戦車)の開発が1944年5月から開始され、同年9月には試作車が竣工し10月から量産に移行されている。
本車は、1940年より開発が開始され複数の試作車が試作されたが、現存資料が少ないため詳細に不明点が多い。1941年8月に実物大のモックアップが完成して審査が行われた。『四研史』によれば、1941年の段階ではチヘ車の装甲厚は35mmであった。1942年8月に試作車が就工、1942年~1943年に改良が行われたとしている。 (なお、1942年(昭和17年)9月に作成された『国軍機甲車輌整備体系表』ではチへ車の重量は16~17tとし、この時点で一式の名称が与えられている。)
本車は九七式中戦車 新砲塔チハと外見が酷似しているが、改良点は以下の通りである。
車体前面が九七式中戦車は大量のリベットで接合されているが、本車は溶接や平面ボルトによって接合している
車体および砲塔正面の装甲厚が倍の50mmに強化された(砲塔には25mmの追加装甲板がリベット留め)
車体を直線と平面で構成するようにした
若干、車体の長さが長くなった
前照灯は九七式中戦車は車体中央に1つなのに対して、本車は両側のフェンダーの上に2つ搭載している
エンジンをSA一二二〇〇VD(170hp)から統制型一〇〇式発動機V型12気筒(240hp)に換装