設計
最初的櫻花11型，是唯一參與過實戰的型號，前半部是一枚1.2噸的強力TNT彈頭，機身為木製結構，尾端有火箭發動機。該彈頭與整個飛機連為一體，除此之外，該飛機就沒有別的武器了。中間部份是狹小的駕駛艙，裡面坐著一名的神風特攻隊飛行員。駕駛艙後是火箭推進器，能高速飛行，最高飛行速度可達每小時630公里，而向下俯衝時更加可以達到每小時1,040公里的速度，但航程很短，僅為36公里。櫻花型飛機沒有起落架，因此根本無法降落。櫻花飛彈之所以是針對自殺式任務而設計的飛機，是由於櫻花飛彈內的戰鬥部是與彈體連為一體，不能分離出來，所以要炸毀目標，櫻花飛彈本身必須與目標同歸於盡。櫻花飛彈的艙門從裡面不能打開，飛行員無法逃生，加上櫻花飛彈沒有起落架，所以即使有任何原因要放棄進攻，例如在未到達目標前，目標已被其他戰友摧毀也好，飛行員也無法將它駛回基地降落在跑道上。櫻花飛彈以上種種設計，目的是要當飛機與母機分離後，斷絕飛行員所有生還的希望。櫻花飛彈在開始飛行的一刻，飛行員就只有死路一條。
戰後，美國人為櫻花型飛機改了一個別號，叫“馬鹿彈”，即“傻瓜炸彈”代號Ba-ka（與日語傻瓜同音），意指自殺行為是傻瓜白痴的行為。
使用方法
日軍使用一些體型大、航程遠的轟炸機，例如三菱的一式陸上攻擊機作為母機，在它上面裝配櫻花飛彈。由於櫻花型11型航程僅為36公里，並不能作長途越野飛行，母機的作用便是負責將櫻花型飛機送到離目標大約36公里的上空，並由母機進行投放，櫻花飛彈的飛行員啟動固態火箭引擎，撞向目標。在理論上，由於櫻花型飛機能高速飛行，在飛行員的操控下，它相當於一顆精確制導炸彈，加上它配備威力強大的彈頭，如果命中目標，破壞效果將會是驚人的。另外，一般人認為櫻花型飛機這個不設起落架的設計，能避免飛行員抱著一絲倖存的心理，從而增加飛行員的勇氣，達到更佳的攻擊效果。
母機在放出櫻花型飛機後，不會參與自殺式攻擊，而是返回基地裝上另外一枚櫻花飛彈。
由於沒有起落架，櫻花飛彈需要放在一個裝有輪子的架子上，才能在跑道上移動。當櫻花型飛機被裝上母機後，這架子可重複使用。
型號
唯一曾經出戰過的櫻花型飛機屬於最初的11型。基本上，一架櫻花型飛機是由一個2,646磅（1.2t）重的彈頭，和木製機翼所組成，動力由三具四式一號十二型固態火箭引擎提供。11型能實現高速飛行，可惜航程十分有限，這在實際使用時是十分令人頭疼的，因為它需要由一架負載極重並緩慢的母機，帶領至離目標20海浬的距離才能被發射，使得它極難躲避敵方戰機的攻擊。另外，中島飛機製造廠生產了一架11型的變種機，該機以薄鋼板制的機翼取代木製機翼，並命名為21型。日軍導入櫻花飛彈時，第二次世界大戰已步入後期，因此以下的改良型號，都未有被派上戰場的機會。
櫻花型飛機22型的設計，主要是針對11型航程太短的弱點而作出改進，引擎方面改用“津-11”型熱噴射引擎。引擎測試成功後，第一海軍航空技術廠生產了50架能配備這種引擎的櫻花22型。22型能夠從更靈敏、更高速的P1Y3型銀河轟炸機發射，不過機翼面積需要改小，彈頭的重量也需要減輕一半，至1,320磅（600kg）。沒有任何一架曾參與過實戰，而據聞有關方面只製造了三具測試用的“津-11”引擎。
33型是22型的加長版，由一台石川島播磨重工業生產的Ne-20型渦噴引擎所驅動，配上1,764磅（800kg）重的彈頭。母機為G8N連山四發重型轟炸機。基於連山轟炸機開發的一再延遲，33型的生產被迫取消。
其它沒有生產過的計畫型號包括能從潛水艇發射的43A型，以及藉助火箭輔助推動，能使用飛彈彈射器發射，並裝上摺疊式機翼，能藏在洞穴中的43B型。另外亦有兩款為這兩款型號而設計的訓練機在研裝中，就是雙人版的K-1和K-1改，前者是滑翔機，後者則裝配了一個單獨的火箭引擎。原本彈頭的位置更改為供飛行學員乘坐的駕駛艙。
最後的53型同樣採用Ne-20型渦噴引擎，如滑翔機般由母機拖曳，至目標上空時方由母機釋放。
實戰效果
根據記載，日軍共製造了大約 800 枚櫻花11型，但實際派上了戰場上的數目遠不及此數。由於11型存在不少缺點，包括航程太短，必須要非常接近目標才能被發射，但攜帶它的母機飛行速度又太慢，所以往往沒到射程範圍母機已被擊落。即使有幸能進入射程範圍，發射後的11型櫻花型飛機，由於飛行速度太高，故實在難於控制。另外，櫻花飛彈不設定起落架的設計，是否真的能增加飛行員的勇氣亦值得商榷，沒有起落架的設計迫使飛行員必須在與母機分離的一瞬間，面對自己很快就會戰死的事實，心理上立刻承受著極大的壓力。這種壓力，比起直接駕駛傳統飛機撞向敵軍的傳統“神風特攻隊”飛行員所承受的壓力還要大，因為飛行員駕駛零式戰機，即使是在進行自殺式襲擊，還是有少許生還的希望，但櫻花型飛機的飛行員卻完全沒有生還機會。這種壓力大大地影響了飛行員的表現。加上，櫻花飛彈的航程太短，若不能一擊中的，則很難再有第二次機會。基於以上種種因素，櫻花飛彈的戰績並不太突出。櫻花特別攻擊機的戰鬥記錄如下（其中有戰果的只有一次）：
1945年3月21日： 16架搭載了櫻花飛彈的一式陸上攻擊機於55架零式艦上戰鬥機護衛下，攻擊由大黃蜂號、 本寧頓號、 胡蜂號艦隊航艦和貝琉伍德號護衛航艦組成的TF-58.1特遣艦隊，另有兩架一式陸上攻擊機擔任導航和觀察。 但由於機械問題，當中除了30架零式機外，其餘的戰鬥機都必需中途折返或不能起飛。這次的櫻花攻擊隊在離目標70英里（113公里）處，遭遇50架F6F戰鬥機欄截，所有的一式陸上攻擊機都立即丟掉了它們的櫻花飛彈。這攻擊行動中，所有的一式陸上攻擊機都沒有回來，而且沒有擊中盟軍船艦。16位駕駛櫻花型飛機的飛行員白白死去，只有15架負傷的零式機返回基地。
1945年4月1日： 6架一式陸攻襲擊美國位於琉球水域的艦隊，其中最少1架擊中目標，它發射的櫻花型飛機擊中了西維吉尼亞號號上其中一座480毫米主炮炮塔，造成中等程度的破壞。阿爾平、 阿希納和泰瑞爾號也被神風特攻隊飛機擊中，但不清楚這些飛機是否來自其他一式陸攻的櫻花飛彈。所有的一式陸攻都沒有返航。
1945年4月12日： 9架一式陸攻襲擊美國位於琉球水域的艦隊，M. L.阿貝樂號驅逐艦被擊中後斷成兩節沉沒。傑佛斯號驅逐艦以高射機炮，擊毀了一架在離船50碼（45m）處的櫻花型飛機，但隨之而來的爆炸卻仍帶有極大的破壞力，傑佛斯號因而退出戰鬥。史丹利號驅逐艦被兩枚櫻花飛彈攻擊，其中1枚擊中的位置剛好在吃水線上，並穿過整個船身，從另一邊出來後才爆炸，對船身造成輕度損毀。另外1架櫻花飛彈幾乎差點命中史丹利號，只撞到了史丹利號的軍旗，在海中墜毀了。這次攻擊行動中，只有1架一式陸攻返回基地。
