В некоторых англоязычных источниках утверждается, что учебные самолеты имели обозначение а КАИ и Ki-27b КАИ, в зависимости от базового типа. Однако, опубликованные японцами материалы не подтверждают этого — самолеты сохранили обозначение а и Ki-27b. Официальное название машин было Кьюнана-Сики Ко-Гата Ренсен и Кьюнана-Сики Оцу-Гата Ренсен ("Ренсен" — сокращение от Реншуйо Сентоки — учебный истребитель), то есть Армейский учебный истребитель Тип 97 Модель А и Армейский учебный истребитель Тип 97 Модель В.

Используемые для обучения пилотов Ki-27 были одноместными и могли использоваться лишь для продвинутой подготовки уже освоивших пилотирование летчиков обучение приемам воздушного боя, высшему пилотажу, полетам в строю, навигации и т. п. В начале 1940 года Коку Хомбу счел, что армейская авиация нуждается в двухместном учебном самолете, который по своим характеристикам должен быть близок к стандартному истребителю (каковым тогда являлся Ki-27). Машину предполагалось использовать для продвинутой подготовки, то есть обучения пилотажу и методам ведения воздушного боя. Армейский Летно-исследовательский институт в Тачикава разработал вариант переделки Ki-27 в двухместную машину путем установки второй кабины с полным комплектом приборов и сдвоенного управления. В 1942 году либо завод Накадзима, либо Первый Армейский Воздушный арсенал (Кото) в Тачикаве (точно неизвестно) переделал десять серийных Ki-27 в двухместные машины. Успешные испытания этого самолета привели к решению о начале серийного производства.

Новому учебному самолету на базе Ki-27 присвоили обозначение Ki-79 и 19 января 1943 года Коку Хомбу официально одобрил начало серийного производства машины Ни-Сики Корен (Корен — сокращение от Кото Ренсуин — продвинутое обучение) или Армейский самолет для продвинутого обучения Тип 2 (число "2" указывало на 2602 год по японскому календарю или на 1942 год — по европейскому). Производство началось на заводе фирмы Мансю Хикоки Сейзо Кабушики Кейши в Харбине, Маньчжурия. Машина поставлялась в двух вариантах: Армейский самолет для продвинутого обучения Тип 2 Модель А (Ни-Сики Ко-Гата Корен Ки-79а или Ki-79 Ко) — одноместный и Армейский самолет для продвинутого обучения Тип 2 Модель В (Ни-Сики Оцу-Гага Корен Ki-79b или Ki-79 Otsu) — двухместный.

По конструкции и оборудованию Ki-79 был во многом подобен Ki-27. Основными отличиями были открытая кабина с ветровым стеклом и хвостовое колесо вместо костыля, вооружение сократили до одного 7,7мм пулемета Тип 89 в фюзеляже (только на Ки-79а) и использовали более слабый 9-цилиндровый мотор воздушного охлаждения Хитачи Xa-13a-I (Xa-13 Ko-I) мощностью 450/515 л.с. Ха-13аЛ имел несколько меньший диаметр, чем использовавшийся на Ki-27 Ха-№ и, соответственно, меньший по размерам капот. Для сохранения положения центра тяжести более легкий двигатель пришлось сдвинуть вперед, поэтому Ki-79 был на 32 см длиннее Ki-27. Для большей устойчивости размах крыла увеличили на 19 см, но его площадь осталась прежней. Ki-79а летали и с обтекателями колес шасси и без них (иногда даже без обтекателей стоек), а на всех доступных снимках Ki-79b обтекатели колес отсутствуют.

С января 1943 года до лета 1945 года Мансю выпустила 1342 (по другим данным 1329) Ки-79а и Ki-79b, некоторые из которых вероятно были собраны из деталей, выпущенных в Японии Накадзимой. Детальная информация о количестве выпущенных самолетов каждой модификации отсутствует, но с большой долей уверенности можно утверждать, что двухместные машины были более многочисленными.

Ки-79а и Ки-79b на аэродроме (возможно Харбин или Мукден). Послевоенный снимок.

Крупный план носовой части Ки-27b из 2-го Чутая 246-го Сентая. Виден телескопический прицел Тип 89 и створки системы охлаждения двигателя.

Вид спереди на Kи-27b из 3-го Чутая 64-го Сентая.

В 1943 году Япония испытывала острейший дефицит стратегических ресурсов, необходимых для производства вооружений. Производству самолетов препятствовал недостаток алюминия и его сплавов. Поэтому Коку Хомбу предпринимал усилие по замене этих материалов другими — деревом и углеродистой сталью. Стало обычным строить самолеты подобные оригиналам, но из эрзац-материалов, зачастую с весьма плачевными результатами.

Мансю сделала подобную модификацию Ki-79 — одноместный Ki-79с (Армейский самолет для продвинутого обучения Тип 2 Модель С или Ни-Сики Хеи-Гата Корен) и двухместный Ki-79d (Армейский самолет для продвинутого обучения Тип 2 Модель D или Ни-Сики Теи-Гата Корен). Они были похожи на Ки-79а и Ki-79b, но конструкция фюзеляжа была выполнена из стальных труб с фанерной обшивкой, крыло также было деревянным. В качестве силовой установки использовался мотор Хитачи Ха-13а-III (Ха-13 Ко-III) с трехлопастным винтом. Неизвестно никаких деталей о постройке этих самолетов, за исключением того, что единственный прототип Ки-79с был построен в марте 1945 года, но его летные испытания не успели завершить до конца войны. А двухместный Ki-79 так и не сошел с чертежной доски.

Армейские пилоты впервые столкнулись с Ki-27 в конце 1937 года в Армейской летной школе в Акено (Акено Рикагун Хико Гата). Несколько предсерийных Ki-27 и первых серийных а были переданы туда, чтобы опытные инструкторы могли ознакомиться с новой машиной, разработать тактику её применения и подготовить инструкции пилотам.

В ночь с 7 на 8 июля 1937 года на Мосту Марко Поло, приблизительно в 30 км к западу от Пекина, произошла перестрелка между японскими и китайскими войсками, которая привела к японскому вторжению и началу новой фазы японско-китайского конфликта (японцы использовали для этого эвфемизм "китайский инцидент"). Ухудшение военной ситуации в начале 1938 года заставило Коку Хомбу принять решение о скорейшей проверке нового истребителя в боевых условиях. Хотя ни одно подразделение ВВС японской армии в то время не было вооружено Ki-27, три (по другим данным — четыре) серийных истребителя а были доставлены в Китай, где 3 апреля поступили в распоряжение базировавшеюся в Юнчжене 4-го Чутая 2-го Хико Дантая, которым командовал майор Тамия Тераниши. Менее чем через неделю, 9 апреля, после нескольких ознакомительных полетов, Ki-27 выполнили свой первый боевой вылет в небе Китая, но противника они не встретили.

Боевое крещение Ki-27 состоялось на следующий день, когда все три самолета и двенадцать бипланов Ki-10 атаковали три группы китайских истребителей общей численностью свыше тридцати машин над Гиду в провинции Шаньси. Пилоты 2-го Чутая заявили об уничтожении восьми китайских машин, в то время как 1-й Чутай уничтожил ещё шесть (некоторые авторы называют цифру 24 сбитых китайских истребителя!). Летавший на Ki-27 командир 1-го Чутая капитан Татео Като сбил три китайских И-15 или И-152 (И-15 бис). Этот успех ещё более примечателен тем, что это был первый его вылет на Ki-27. В дальнейшем Като довел свой счет до девяти побед, став ведущим асом армейской авиации на этом этапе войны с Китаем (июль 1937 — август 1938 года). Данные о японских потерях в бою 10 апреля сильно разнятся по одним источникам IJAAF вообще не понесли потерь, лишь несколько самолетов получили повреждения (включая один Ki-27); по другим — были потеряны два самолета вместе с пилотами.