Die Nakajima Ki-27 war von 1937 bis 1942 der Standardjäger der japanischen Heeresluftwaffe. Ab 1941 wurde sie durch die Ki-43 Hayabusa ersetzt.
Als Nachfolger des damaligen Standardjägers der japanischen Heeresluftwaffe, des Doppeldeckers Kawasaki Ki-10 erhielt der Entwurf der Ki-27 1935 den Zuschlag.
Der Erstflug erfolgte am 15. Oktober 1936 und 1937 wurde die Maschine bei den Jagdeinheiten der japanischen Heeresflieger eingeführt.
Im Vergleich zu westlichen Jägern damaliger Zeit war die Ki-27 erheblich schwächer motorisiert und besaß kein einziehbares Fahrwerk.
Aufgrund ihres geringen Gewichts war die Ki-27 aber extrem wendig und hatte eine sehr gute Steiggeschwindigkeit.
Ihre exzellenten Flugeigenschaften bezahlte die Ki-27 allerdings mit einer relativ geringen Geschwindigkeit und einer schwachen, nur aus zwei 7,7mm-Maschinengewehren bestehenden, Bewaffnung. Zudem hatte die Maschine kein Funkgerät.
Im Konflikt um Chalchin Gol von 1939 sowie im Zweiten Japanisch-Chinesischen Krieg bewährte sich die Ki-27 m Luftkampf gegen die sowjetischen I-16 und I-153.
Selbst bei den Feldzügen über Malaysia, Burma und den Philippinen setzten sich die eigenlich leistungsschwächeren Ki-27 gegen wesentlich leistungsfähigere Typen wie Brewster Buffalo, Hawker Hurricane oder die Curtiss P-40 durch.
Ende 1941 stand mit der Ki-43 „Hayabusa“ das Nachfolgemodell zur Verfügung.
Die Ki-27 dienten ab dann als Übungsflugzeuge und fanden schließlich sogar als Kamikaze-Flugzeuge Verwendung. Hierbei trug die Maschine manchmal bis zu 500 kg Sprengstoff.
Es wurden 3.368 Flugzeuge produziert.