W wytwórni Mitsubishi rozpoczęto jego projektowanie opierając się na wcześniejszym projekcie samolotu Mitsubishi Ki-40, a głównym konstruktorem został Tomio Kubo. Główny projektant zwrócił się o pomoc do Uniwersytetu Tokijskiego w zakresie aerodynamicznej osłony silników. Wydział inżynierii lotniczej samolotu zaprojektował ciasno dopasowane osłony dla projektu, co zmniejszyło opór do minimum. Tak powstał dwusilnikowy samolot oznaczony jako Mitsubishi Ki-46 (Wzór 100). Oblot tego samolotu nastąpił w listopadzie 1939 roku. Niestety samolot nie osiągnął zaplanowanej prędkości 600 km/h a tylko 540 km/h, ale nadal był szybszy od standardowego samolotu myśliwskiego tamtego okresu. W 1940 roku przystąpiono do jego produkcji seryjnej. W międzyczasie Mitsubishi pracowało, aby przekroczyć granicę 600 km/h, co osiągnięto dzięki rozwojowi silnika Mitsubishi. Wyposażyli Ha-26-I w dwustopniową sprężarkę. Jednostka napędowa oznaczona jako Ha-102, generowała około 1055 KM, co było więcej niż wystarczające.