九八式軽爆撃機
しかし、支那事変(日中戦争)の勃発による新鋭爆撃機の需要に三菱の生産力が追いつかないと陸軍では判断し、1937年(昭和12年)8月にキ32の増加試作機5機の製造を川崎に命じた。翌年完成した増加試作機は各部が改良されており性能向上が見られたため、1938年(昭和13年)8月にキ32も九八式軽爆撃機として制式採用されることになった。川崎ではすぐに大量生産体制を敷き、ピーク時には月産50機を記録した。
九八式軽爆撃機は機体性能自体は優れていたものの、エンジンのトラブルが多く大型ラジエーターからの水漏れ等の故障が頻発するなど整備員泣かせの機体であった。このため部隊での稼働率は低く、現場での評判は芳しくなかった。それでも支那事変の中期以降は主力軽爆撃機として各地で活動し、大東亜戦争(太平洋戦争)初期のシンガポールの戦いや香港攻略戦にも参加した。1942年(昭和17年)以降は前線から引き上げられ、訓練部隊や司令部飛行班に回された。
生産は1940年(昭和15年)5月まで続けられ、九七式軽爆撃機を上回る854機が生産された。