В декабре 1937 г воздушный штаб армии по предложению одного из ведущих пилотов армии капитана Юзо Фуджита подготовил спецификации на штурмовик, призванный заменить легкий бомбардировщик Ки-30. По сравнению с последним новый самолет, названный Ки-51, был меньше, главный упор был сделан на маневренность, живучесть и возможность применения с передовых фронтовых аэродромов. В феврале 1938 г задание было пересмотрено: максимальная скорость требовалась в 420 км/ч на высоте 2000 м, взлетный вес - 2700 кг, двигатель - Мицубиси Xa-26-II воздушного охлаждения, бомбовая нагрузка - двенадцать 15-кг или четыре 50-кг бомбы, вооружение - два пулемета для стрельбы вперед и один оборонительный - назад.

Ки-51 создавался теми же конструкторами, что создавали Ки-30, и очень напоминал предшественника, только была несколько сокращена по длине кабина, что обеспечило более тесное взаимодействие членов экипажа. Причем у второго члена экипажа было двойное управление и минимально необходимое приборное оборудование. Hебольшая бомбовая нагрузка позволила отказаться от бомбоотсека. В результате самолет получил конфигурацию низкоплана, сократив тем самым длину неубираемых стоек шасси. Капотирование двигателя Xa-26-II стало более плотным, трехлопастный винт изменяемого шага получил большой кок. Два пулемета калибра 7,7-мм были установлены в крыльях, а третий - в задней части кабины обеспечивал защиту хвоста.

Первый опытный самолет был готов в июне 1939 г, второй - в августе. Вслед за ними последовала установочная партия из 11 машин, выпущенных с сентября по декабрь 1939 г. В процессе эксплуатации машины получили несколько доработок: откидной фонарь был заменен на сдвижной назад, на крыле появился фиксированный предкрылок, улучшивший управляемость на малых скоростях, а под кабиной были установлены 6- мм бронеплиты. Одна из этих машин была доработана по требованию армии в разведчик - оборудование задней кабины было заменено фотокамерами. Этот самолет планировался в качестве "тактического разведчика армейский тип 99" (Ки-51а), но испытания позволили заключить, что проще использовать серийные Ки-51 доработанные в полевых условиях. Так что специального обозначения не потребовалось - самолеты использовались и в качестве разведчиков, и в качестве штурмовиков. Всего под обозначением "штурмовик армейский тип 99" с 1940 по 1944 гт Мицубиси выпустила 1459 Ки-51. Во время производства в самолет внесли только две доработки: в передней кромке крыльев установили два 68-литровых бака, а 7,7-мм пулемет "тип 89" в задней части кабины был заменен на спарку 12,7-мм пулеметов "тип I".

Самолет сначала использовался в небе Китая, а потом по всему Тихому океану, и везде действовал отлично. Hесмотря на небольшую скорость, не позволявшую уйти от истребителя, самолет полюбился экипажам за живучесть, маневренность, легкость в управлении и обслуживании, за способность действовать с неподготовленных аэродромов. Самолет был настолько удачным, что даже в 1944 г на первом армейском воздушном арсенале в Тачикаве пустили новую сборочную линию. Всего армейский арсенал с 1941 по 1945 гг поставил 913 Ки-51. В последние месяцы войны Ки-51 использовались как самолеты для камикадзе с одной 250-кг бомбой под фюзеляжем. После поражения Японии несколько Ки-51, брошенных на Яве и в Суматре некоторое время использовались против голландских войск индонейзийскими повстанцами.

В 1941 г инженеры с "Манею Хикоки сейзо К.К." были переведены в Тачикава на армейский арсенал для создания на базе самолета специального тактического разведчика Ки-71. Самолет был оснащен двигателем Мицубиси Ха-112-11 мощностью 1500 л.с., в крыло были установлены две 20-мм пушки Хо-5, шасси стало убираемым. Максимальная скорость Ки-71 достигала только 470 км/ч, и самолет в серию не был пущен. Правда, о разработке нового самолета узнали союзники, присвоив ему обозначение "Эдна".

Модификация	Ki-51
Размах крыла, м	12.10
Длина, м	9.21
Высота, м	2.73
Площадь крыла, м2	24.02
Масса, кг
пустого самолета	1873
нормальная взлетная	2798
максимальная взлетная	2920
Тип двигателя	1 ПД Армейский тип 99 модель 2
Мощность, л.с.	1 х 940
Максимальная скорость , км/ч	424
Крейсерская скорость , км/ч	320
Практическая дальность, км	1060
Максимальная скороподъемность, м/мин	505
Практический потолок, м	8270
Экипаж	2
Вооружение:	два крыльевых 7,7-мм пулемета тип 89 и один 7,7-мм на подвижной установке в конце кабины; Нормальная бомбовая нагрузка - 200 кг, Максимальная - 300 кг.