九六式艦上戦闘機
大西瀧治郎横須賀空教頭もそれを支持して「中央当局は単に机上の空論に頼ることなく、もっと実際に身をもって飛ぶ人の意見を尊重して方針を定められたい」と意見した。そのため、翌日模擬空戦が行われることになり、源田らの判定に任された。その模擬空戦で九試が格闘性能にも優れていることが分かり、源田は自身の不明を詫びてその後は九試単戦の熱心な支持者となった。
ただ、高性能を示したものの、着陸時のバルーニング、大迎え角時のピッチングなどの問題解決や発動機の選定に手間取り、部隊配備までには試作開始から丸3年という日時を要することとなったが、逆に開発に時間をかけたこともあって制式後には大きな不具合は発生していない。なお、本機系列の陸軍向け試作機であるキ18、キ33の競争試作参加を通して陸軍の同世代機である九七式戦闘機にも大きな影響を与えている。ほぼ同時に設計・製作された九六式陸上攻撃機と並んで、欧米各国の模倣を脱して、日本独自の設計思想の下に制作された最初の機体となる。
前作の九五式艦上戦闘機と比較すると、速度は50km/h速く、平面での旋回性能は同等、垂直面での旋回性能(宙返り)は非常に良好。即ち高速で運動性の良い機体が完成した。当時日中戦争中であった中国に送られた機体は、空中戦で当時のボーイング281やカーチスホークIIIなど中国軍戦闘機を圧倒した。
日華事変初期の渡洋爆撃における大被害に対して、九六式一号艦戦を搭載した空母加賀を上海方面へ派遣した。1937年(昭和12年)9月4日、加賀飛行分隊長 中島正海軍大尉指揮の九六式艦戦2機によるカーチスホーク3機撃墜が96式艦戦の初戦果となった。9月10日上海近郊の公大飛行場への渡洋爆撃を足掛かりに同年中には南京方面の中国空軍を駆逐するに至った。
「報国-212」とマーキングされた機体が登場。マーキングより第十二航空隊の機体と思われる。