Экипаж состоял из двух пилотов, бортинженера, радиооператора, стрелка-бомбардира и трех стрелков. Нормальная бомбовая нагрузка составляла 800 кг. Особое внимание уделялось оборонительному вооружению и способности самолета выдерживать боевые повреждения. Новый 18-цилиндровый двухрядный звездообразный двигатель «Мицубиси» На-104 с вентиляторным охлаждением и двухскоростным турбонаддувом вращал четырехлопастной электрически управляемый винт постоянных оборотов «Сумитомо»-VDM.

Первый прототип был закончен в октябре 1942 г. и отличался от первоначального проекта усиленной конструкцией в связи с повышением максимальной скорости полета до 600 км/час при пикировании. Летные испытания начались 17 декабря 1942 г. и все участники отметили, что эстетические качества этого изящного и пропорционального самолета ни сколько не вступают в противоречие с его летными характеристиками, а минимальные недостатки, обнаруженные в ходе испытаний были легко устранимы. Наиболее эффектной демонстраций возможностей Ki-67 была «мертвая» петля с полной боевой нагрузкой^), что в сочетании с прекрасной маневренностью заслужило высокую оценку летчиков-успытателей.

К концу 1943 г. было выпущено 16 предсерийных самолетов, переданных в войска для дальнейших испытаний. Эти машины отличались от прототипов увеличенным до 3886 л запасом топлива, установкой за сидением'пилота бронеплиты и изменением оборонительного вооружения. Вместо носового пулемета калибра 7,92 мм Тип 98 устанавливался пулемет калибра 12,7 мм Тип 1, а в верхней турели такой пулемет вытеснила 20-мм автоматическая пушка Но-5. В боковых блистерах остались пулеметы Тип 98, а в хвостовой стрелковой точке – Тип 1.

Ki-67 получил высший производственный приоритет и первые серийные машины начали покидать стены заводов в апреле 1944 г. Тем временем, еще в январе, между главными штабами армии и флота было заключено соглашение, по которому флот обязывался осуществить программу тренировки 20 инструкторов армейской летной школы в Хамаматсу, начинавших переобучаться на Ki-67. В течение февраля отрабатывалось практическое торпедометание, причем учебной целью был авианосец «Хосе».

Переданные в экспериментальную авиагруппу «Йокосука» два предсерийных образца использовались для опробования различной техники сброса торпед. Самолеты пикировали с высоты 1500 м до 30-120 м и сброс торпед проводился на скоростях от 460 до 560 км/ч. Максимальная скорость достигала 600 км/ч – что в два раза превышало обычно практикуемую скорость. Итогом испытаний стала инструкция, требующая установки торпедной подвески на всех выпускаемых Ki-67, а не только на 100 машинах, поскольку стали очевидны, невиданные доселе, возможности нового торпедоносца.

На новые бомбардировщики возлагались большие надежды, поскольку боевые возможности этих самолетов способны были вдохнуть оптимизм в приунывшее командование японской авиации, надеявшееся завершить боевые действия на приемлемых условиях для Страны Восходящего Солнца и ее вооруженных сил. Однако было безнадежно поздно. Страна и ее режим шли к закономерному краху, от которого их не могли спасти даже самые многообещающие военные программы.

Ki-67 фактически был готов уже к концу 1942 г., однако реализация требования военных увеличить дальность полета и усилить оборонительное вооружение привела к новому раунду испытаний, на которое уходило драгоценное время. В результате, эти машины начали поступать в строевые части только весной 1944-го, когда было безнадежно поздно…

Планируя наступление в Центральной части Тихого океана, американское командование так же, как и на юго-западе, конечной целью определяло Филиппины и рассчитывало вначале нанести удар по Маршаловым островам, захват которых обеспечивал союзников базами для наступления на Каролинские и Марианские острова, а также укреплял безопасность коммуникаций. Однако, отсутствие необходимых транспортных средств и слабая подготовка выделенных для операции войск вынудили американцев перенести первый удар на острова Гилберта, захват которых представлялся более простой задачей, а кроме того, появлялась возможность накопить опыт в проведении подобных операций. Главными объектами атаки были выбраны атоллы Макин и Тарава, гарнизоны которых составляли 800 и 3 тыс. человек соответственно. Янки располагали силами в 25 тыс. морских пехотинцев на 22 транспортах, которых должны были поддержать шесть тяжелых авианосцев, шесть линкоров, пять крейсеров и 850 палубных самолетов.

Японцы же, в свою очередь, предвидя возможность американского нападения на этот район, разработали в мае 1943 г. план «Z», предусматривавший использование сил флота, базировавшегося на Трук, подтягивание к угрожаемому району дополнительных частей базовой авиации и усиление гарнизонов на островах. Однако тяжелые бои на юге, поглощавшие почти все ресурсы, затянули процесс перевооружения на G4M 755-й авиагруппы, базировавшейся летом на острове Уэйк, до конца сентября 1943 г. Тем не менее, находясь на достаточно спокойном участке Тихоокеанского ТВД, летный состав этой части смог не торопясь осваивать новые самолеты и вскоре имел по боевому расписанию 60 машин (из них 15 в резерве). На этот момент в центральной части Тихого океана японцы располагали, помимо 755-й авиагруппы на атоллах Руотто (25 G4M), Малоэлап (девять), Науру (шесть), 751-й авиагруппой на о. Тиниан, а на атолле Руотто в группе островов Гилберта базировалась еще и 705-я авиагруппа. Кроме того, на атоллах Тарава и Кваджалейн имелось соответственно 21 и девять А6М из состава 252-я группы, а на Мили – 18 пикировщиков D4Y 552-й группы плюс соответственно восемь и три летающие лодки Н8К из 801-й авиагруппы на атоллах Джалуит и Макин.

Начиная с 1 сентября 1943 г. американское оперативное авианосное соединение провело ряд атак на атоллы Науру, Тарава и Кваджалейн для ослабления воздушного давления на захваченные незадолго до этого острова Эллис. Для отражения нападения японцы перебросили с о. Уэйк на острова Гилберта 755-ю авиагруппу, которая 10 сентября совершала налеты на Наномэа, а 13-го на Фунафути в группе островов Эллис. С 7 на 8 октября 18 G4M из 755-й авиагруппы нанесли ответный удар по американскому авианосному соединению, атаковавшему о.Уэйк, и потеряли при этом семь машин.

С 13 ноября в рамках подготовки к вторжению на острова Гилберта американская базовая авиация начала совершать мощные круглосуточные налеты с островов Эллис и Бейкер, на которые ответом послужил налет всех сил 755-й авиагруппы в ночь с 17 на 18 ноября на уже упоминавшийся о. Фунафути. 19-го числа в это противоборство вмешались шесть американских авианосцев, палубная авиация которых нанесла удар по островам Науру и Тарава. Оперативное соединение было контратаковано 13 G4M из состава 755-й авиагруппы, потерявшей в ходе боя два самолета. И хотя японцами было заявлено о потоплении авианосца, американская сторона не подтверждает этого успеха.

21-го числа началась высадка американских десантов на острова Тарава и Макин, а накануне, 20-го, 14 самолетов с Руотто, обнаружив противника в районе атолла Тарава, вышли в торпедную атаку, в результате которой авианосец «Индепенденс» получил попадание торпеды. При этом потери нападавших составили семь торпедоносцев.

Первый эшелон из 5000 десантников, высаживавшихся на атолл Тарава, потерял более тр^ети своего состава на 600-метровом участке между коралловым рифом и берегом, но в итоге сумел оттеснить противника в глубь острова к двум опорным пунктам, обойденным и блокированным американской морской пехотой. 22-го японцы предприняли'несколько отчаянных контратак, но были почти полностью уничтожены, после чего на следующий день остров Тарава был захвачен американцами и в течение следующих трех дней подвергался налетам уже японской авиации.

В связи с осложнением обстановки, в район Маршалловых островов с северо-запада была переброшена 752-я авиагруппа, первый эшелон которой численностью 18 самолетов 24 ноября достиг Руотто, где количество боеготовых машин к тому моменту уменьшилось до десяти единиц. Ночью 26 ноября 13 самолетов 752-й авиагруппы безрезультатно атаковали корабли противника, потеряв две машины и заявив о потоплении двух американских авианосцев.