日本帝國陸軍航空兵1937年12月公開了對新一代對地攻擊機的技術要求,三菱公司製造了兩架Ki-51樣機,外觀上與Ki-30差別不大,但要小些。九九式的座艙技術更先進,布置更緊湊,兩名飛行員之間更緊密。由於不需要炸彈艙,機翼改為下單翼布局,裝一臺三菱Ha-26-II星型活塞發動機。
1939年夏,兩架樣機和11架預生產型進行了測試,年底前測試結束。這11架預生產型與2架樣機有許多不同,最大改進在於加裝了固定式前緣縫翼以改善低速操縱性,還為發動機艙和駕駛員座艙加裝了裝甲板。除了正式生產型,還嘗試以此為基本型發展出專用的偵察機,初期在一架有尾艙的Ki-51預生產型上加裝了照相機,這架飛機代號改為Ki-51a,而且這種改動也在生產線上得以實現。隨後,以三架Ki-51型為基礎發展出Ki-71戰術偵察機樣機。該機裝一臺1500馬力三菱Ha-112-11發動機,可收放起落架,每側機翼裝一門20毫米航炮,還有其他一些改進,不過未能最終投產。
該機被盟軍稱為Sonia,最早用於日本侵華戰爭,後一直到太平洋戰爭結束都用於與盟軍作戰。在一線戰區,該機極易遭到盟軍戰鬥機的獵殺,但在二線戰區,由於它可以在條件簡陋的短距野戰機場起降,因此無數次執行了對地攻擊的任務,在戰爭末期參加了「神風」特攻作戰。
參數:
型號:三菱Ki-51
類型:雙座對地攻擊/偵察機
動力:一臺940馬力三菱Ha-26-II星型活塞發動機
性能:3000米高度最大平飛速度425公裡/小時,實用升限8270米,航程1060公裡
重量:空重1873公斤,最大起飛重量2920公斤
尺度:翼展12.10米,長9.20米,高2.73米,翼面積24.02平米
武器:兩挺7.7毫米機翼機槍(早期生產型),或兩挺12.7毫米機翼機槍,尾艙裝一挺7.7毫米訓練用機槍,執行「神風」作戰任務時可加掛200~250公斤炸彈