開發起源
現存於英國的五式戰鬥機由於三式戰鬥機（Ki-61 飛燕）在整體設計上為當時日本陸軍航空隊中比較適合高空戰鬥之機種，面對二戰末期開始轟炸日本本土的B-29轟炸機的高空轟炸威脅，陸軍需要一款可以進行高空攔截的機種，因此對飛燕進行改裝計畫；此計畫預計讓飛燕裝上新型的Ha-140式液冷發動機，這款發動機為原本飛燕採用的DB 601發動機日本授權生產型Ha-40型液冷發動機出力增強之改良型，這款裝備新型發動機的飛燕稱之為三式戰二型，於昭和19年8月（1944年8月）測試結束並得到陸軍下單開始量產。
不過，由於日本的工業基礎不足，在生產Ha-40型液冷引擎時就已經有生產不良品過多的問題，但當時還可以藉由技術老練的技工加以彌補；但戰爭末期大量人力被抽掉到各地戰場以致於老練技工流失速度極快，外加美軍轟炸威脅，使得Ha-140引擎的生產陷入進度大幅度落後的狀況，這種狀況到昭和20年1月（1945年1月）時，川崎工廠已經生產出230架機體，卻連一具發動機都拿不到的窘境。
由於陸軍有預先構想此種狀況，因此在三式戰二型開發的同時也在昭和19年4月(1944年4月)命令川崎進行Ki-61-II型換裝氣冷式發動機的研究，川崎方面對陸軍有可能會拒絕採用他們生產的液冷發動機有所微辭，但仍然繳交了預備提案；在同年10月第一批機體出廠卻沒發動機時，陸軍預想狀況成真，同時軍需省也立刻對川崎下令將這些沒有發動機的機體換裝為三菱Ha-112引擎（同時間有和Ha-140引擎相等輸出功率的預備引擎只有Ha-112有空閒產能），這批改裝型機體陸軍命名為Ki-100，五式戰鬥機也就此誕生。
設計特點
五式戰鬥機五式戰鬥機的機身來源為使用直列液冷引擎的飛燕，改裝星型空冷引擎最大的問題就是引擎尺寸與機身無法契合的空隙產生的氣流。原本三式戰機的機身寬度為84厘米，換裝星型引擎後大幅增加至122厘米；不過日本在太平洋戰爭初期向德國引進了Fw-190A5，這台戰機在設計上也有類似狀況，Fw-190的解決方案是設計一套整流排氣管加以導正，川崎的設計小組參考這項設計並在3個月內完成五式戰的排氣管相關設計，並在1945年2月完成原型機。
由於機體正面面積的增加造成的空氣阻力擴大與發動機推力降低，因此五式戰機在試飛時的最高時速低於三式戰機只達到時速580公里；不過拆除液冷引擎的冷卻設備與尾部配重物後減輕約330公斤的重量，原先拆除設備的原因是因應更換引擎後的簡化手續，不過實際試飛時意外發現減輕這些重量後五式戰的爬升速度超越了疾風，俯衝速度也優於三式戰；因此軍方對修改後的飛機感到十分滿意，不過這些效能仍然無法達到原始設計用來進行高高度攔截的目的。
為了滿足高空攔截，因此Ki-100II規劃將引擎安裝渦輪增壓器，原始規劃安裝渦輪增壓器的五式戰將可以在高度一萬米時仍具有時速590公里的作戰效能，不過在這之前日本的渦輪增壓器只有百式司令部偵察機四型有少量實用經驗，因此是否可以達到計畫性能以及產量實際上仍有疑問，Ki-100-II預定於1945年9月開始量產，不過在那之前日本投降，因此只製造出3架測試機而已。
性能參數
五式戰鬥機四視圖生產廠商：川崎航空機（現川崎重工業）
翼 面 積：20.00m
自 重：2,525kg
最大重量：3,495kg
最大航速：580km/h（高度6,000m）
最大俯衝速度：850km/h
實用升限：12010米
爬升率：16.8m/s
續航距離：2200km
上升限度：11，000m
螺 旋 槳：3葉定速螺旋槳
發 動 機：一台標稱1350馬力 三菱4式（HA112-2）複列星型氣冷14缸發動機
乘 員：1名
武 裝：20mm機炮×2，12.7mm機槍×2 航空炸彈 250kg×2
總生產數：396架
生產種類
Ki-100I甲（五式戰鬥機一型甲）：標準改裝機種。
Ki-100I乙（五式戰鬥機一型乙）：換裝與飛燕三型同樣的水滴型座艙罩前蓋改善駕駛員前方視野，不過在官方公文上並沒有這種改良型的正式編號。
Ki-100II（五式戰鬥機二型）：預計換裝ハ112-II-ル（ハ112-II改裝廢氣渦輪增壓器的改良版），此款衍生型共改裝3架進行測試，日本陸軍希望藉由此款引擎讓五式戰可以進行高空攔截任務，但是在改裝測試期間戰爭結束，因此實際評價不明。
實戰評價
五式戰鬥機由於四式戰鬥機“疾風”的引擎在生產技術不良的影響下機隊的妥善率偏低，當時日本陸軍空中作戰只能用舊型的一式戰鬥機與少量的鐘馗撐場，缺乏新型機的日本陸軍對五式戰鬥機報與一定程度的期望。
雖然是急就章的應急機體，但在飛機設計工程師的努力下機體配重、火力、機動力的方面表現都超越以往的舊型戰機；雖然性能與三式戰差不多，更不如當時歐美一線戰機，但對日軍而言五式戰已經是最接近歐美戰機水平的機型，加上引擎採用使用已久的金星系列，因此在妥善率與後勤上無可挑剔，所以五式戰受到前線以及高層的歡迎，以整體性能的平衡性而言屬於當時日本陸軍第一的戰鬥機。
五式戰鬥機生產期間由於已經接近戰爭末期，因此所有機體都集中在日本本島以面對即將到來的本土決戰。主要部署部隊有：
飛行第5戰隊（部署於中京地區）
飛行第59戰隊（部署於北九州地區）
飛行第244戰隊（部署於中京、北九州、日本首都圈地區）
飛行第111戰隊（由明野教導飛行師團改編）
飛行第112戰隊（由常陸教導飛行師團改編）
但因為本土決戰前的戰力溫存策略以及機種轉換訓練的時間花費因此五式戰實戰次數非常少。目前可查的作戰紀錄僅有兩次：第一次為1945年7月16日111戰隊由“義肢王牌”檜與平少校、江藤豐喜少校率領24架五式戰攔截自硫磺島起飛所屬美國陸軍航空隊21st FG、506th FG的96架P-51D。在美軍絕對優勢數量下，此場空戰以美軍擊墜日軍5架、日軍擊墜美軍1架收場。不過檜與平少校的證言說對五式戰的評價是：“（與P-51的戰鬥）不超過不可能的極限下絕對不會被擊落”。飛行員對五式戰機的信任由此可見。
第二次為1945年7月25日（昭和20年）飛行244戰隊於八日市市上空與美軍貝露森林號航空母艦的18架F6F地獄貓對戰；此役244戰隊派出了16架五式戰攔截，日軍被擊落2架，美軍也被擊落2架（日軍回報擊落12架，不過這場戰鬥美軍到底派了幾架地獄貓目前尚未有明確答案）。
Ki100在沖繩戰役中首次參戰，為神風隊護航，在沖繩作戰時日軍只1個裝備Ki100的中隊，擊落美軍F6F戰鬥機14架，自身無一損失，Ki100成了不折不扣的潑婦殺手，對美軍的潑婦與海盜百戰百勝，看到Ki100的實戰表現，日軍先是感到震驚大喜之後則又懊惱無比，驚喜懊惱之餘開始加速生產Ki100，但為時已晚，戰爭結束時僅陸陸續續造出了396架，大約有300架交付給了部隊，至於完成訓練參戰的數量不詳，估計充頂200架，所以沒有對戰局造成太大的影響，戰後測試表明Ki100對潑婦與海盜都有很大的優勢，但野馬在高空採取一些特殊的戰術還可以抗衡Ki100，但對Ki100也難以構成威脅。
由於五式戰的優秀表現，日軍一度有停產四式戰由五式戰全部接手的打算。不過由於1944年的東南海地震以及空襲對三菱工廠的傷害極大，金星發動機的生產順序也被排後，在發動機來源沒有著落的結果下日軍只能維持四式戰的量產決策，五式戰也就僅有少量生產而沒有大量服役。
擴展
1.川崎航空機在二戰時期生產的飛機包括：DO.N八七式重爆（約29架）、KDA-2八八式二型偵察\輕爆（約1117架）、KDA-5九二式戰鬥機（385架）、KI-3九三式單發輕爆（243架）、KI-10九五式戰鬥機（588架）、KI-32九八式輕爆（854架）、KI-45二式雙座戰鬥機[屠龍]（1701架）、KI-48II九九式雙發輕爆（1977架）、KI-56一式貨物運輸機（121架）、KI-61三式戰鬥機[飛燕]（3159架）、KI-100-I五式戰鬥機（396架）。
2.Ki100不過是Ki61因缺乏液冷發動機，臨時裝了閒置的氣冷發動機搞出來的拼湊貨，所以也沒有裝備先進的馬力更大的空冷發動機，但實戰效果表明Ki100的性能比Ki61優越的多，完全能夠擊敗美軍的新式戰機。有趣的是德國人也曾在Me109上安裝過風冷發動機，但卻是性能全面下降，操作控制困難的結局，而Ki61與海軍的彗星換裝風冷發動機後卻是性能大幅度提升。
