九七式戦闘機
その上に発動機架・操縦席を含む胴体中央部を載せ、機体後部をボルト留めする機体分割法も新規開発され、これは一式戦「隼」といった中島製戦闘機のみならず三菱製の零式艦上戦闘機などを含む本機以降の日本陸海軍機の標準的技法になっている。また、操縦席の後ろに胴体内燃料タンクを持たない代わりに、陸軍単座戦闘機として初めて落下タンクを装備した。非常脱出装置も装備している。
1937年当時、列強の新鋭機では引込脚が既に主流であったものの、敢えて保守的な固定脚が流線型スパッツ装備の上で採用された。頑丈かつ軽量で不整地への離着陸も可能だったが、中国戦線ではスパッツと車輪の間に泥や草が詰まるため、前線ではカバーを取り外して運用する場合も少なくなかった。
武装である2挺の八九式固定機関銃(7.7mm)の銃口は機体外面に開口していないが、これは空冷単列星型エンジンのシリンダーの隙間に銃身を配置し、カウリング中央の開口部より射撃するためである。
中島は、九五戦競争試作の際に低翼単葉のキ11を提案していたが、当時としても保守的な複葉を採用した川崎に敗れた。キ11は単葉ながら主翼に強度保持の為の支線を張り巡らし、斬新さは今一歩であったが、キ27では抵抗大の張線を全廃し、空気力学的に洗練された流麗な外形となった。
本機で初採用された前縁直線翼は、新任技師だった糸川英夫の発案による。主翼前縁の後退角が0で後縁の前進のみでテーパーし、翼端部捻り下げのため主桁は軽い前進角を持つ。本形式はその後一式戦「隼」(キ43)・二式戦「鍾馗」(キ44)・四式戦「疾風」(キ84)の、設計主務者小山悌による一連の中島製単座戦闘機に採用され続けた。プロペラも糸川と同じく新任技師の佐貫亦男(日本楽器製造)が担当した。剛性向上と軽量化を図るため、通し桁を用いて左右翼を一体製造した。