二式複座戦闘機
胴体下面の37mm砲(九四式三十七粍戦車砲)を20mm砲(ホ3)1門に戻したが、機首の武装を初速570m/秒、発射速度120発/分のホ203(37mm機関砲)に換装した。
丙型の登場により、二式複戦は攻撃力の高い大型機迎撃機としての性格が定まった。
また後述のように襲撃機として対地・対艦攻撃用途にも重用された。 丁装備 ラバウルで1943年(昭和18年)5月より海軍の二式陸上偵察機(のちの月光)が九九式二十粍機銃を斜め上向きに装備し、夜間の重爆撃墜に戦果を挙げており、これに影響されて丙型にはのちに操縦席と後部座席の間にホ5(二式二十粍固定機関砲)2門(当初はホ103)を斜め上向きに装備し(上向き砲)、胴体下面のホ3を取り外すようになったが、これは丁装備と呼ばれた。
キ45改-II - 能力向上形の計画名。後にキ96に統合変更される。
キ96 - キ45改をベースとした双発単座戦闘機。
キ102 - キ96をベースとした双発複座高高度戦闘機(キ102甲)・襲撃機(キ102乙)・夜間戦闘機(キ102丙)。
キ108 - キ102甲をベースとし、与圧キャビンを採用した双発単座高高度戦闘機。