Kabina pilota wraz z osłoną została podniesiona, dodano też nowy celownik. Węzły podwieszeń zostały wzmocnione, aby umożliwić przenoszenie 250-kilogramowych bomb. W odpowiedzi na zarzuty pilotów, że Ki-43 jest bardzo wrażliwy na uszkodzenia w warunkach bojowych, dodano również prowizoryczne opancerzenie kabiny pilota oraz samouszczelniające się zbiorniki paliwa w skrzydłach.
Ulepszony myśliwiec wszedł do produkcji jako Myśliwiec Armii Wzór 1 Model 2A (Ki-43-IIa).
Już od początku produkcji samolotu w wersji Ki-43-IIa wprowadzano zmiany, więc główną wersją produkcyjną był Ki-43-IIb tylko nieznacznie różniący się od wersji IIa. Między innymi przesunięto chłodnicę oleju oraz węzły podwieszeń bomb w taki sposób, aby podczas bombardowania w stromym locie nurkowym uchronić bomby przed uderzeniem w śmigło.
Myśliwiec Ki-43-II był produkowany licencyjnie w fabrykach Tachikawa Dai-Ichi Rikugun Kokusho (zaniechano produkcji ze względu na brak doświadczenia po wyprodukowaniu 49 sztuk wersji IIa) i Tachikawa Hikoki K.K. (do końca wojny wyprodukowano łącznie 2629 sztuk wersji II i III). W macierzystej fabryce Nakajima powstało 2500 sztuk samolotu w wersji II.