Aichi D1A được đưa ra nhằm đáp ứng nhu cầu của Hải quân Đế quốc Nhật Bản về một kiểu máy bay ném bom bổ nhào tiên tiến hoạt động trên các tàu sân bay, và vào cuối năm 1934 Hải quân Nhật đã yêu cầu hoàn thiện thiết kế chiếc Aichi AB-9 vốn được sản xuất như là kiểu nguyên mẫu của chiếc D1A1.[2] Tuy nhiên, thực ra D1A1 không phải là thiết kế của công ty Aichi Tokei Denki Kabushiki Kaisha, nhưng được vẻ kiểu bởi Ernst Heinkel Flugzeugwerke từ yêu cầu của Aichi.[3] Phiên bản đầu tiên được thiết kế bởi Heinkel là kiểu He 50, một kiểu có thiết kế tương tự nhưng được trang bị phao nổi thay cho càng đáp.[3] Kiểu kế tiếp He 66 được cung cấp cho Aichi và ngay lập tức được đưa vào sản xuất dưới tên gọi D1A1.[3]

Thiết kế của chiếc D1A được dựa trên kiểu máy bay He 66 và được thiết kế như là một máy bay cánh kép có cấu trúc bằng kim loại và bề mặt được phủ vải, một bộ càng đáp cố định và thanh trượt hạ cánh phía sau đuôi kiểu thông thường.[3] Những kiểu ban đầu trang bị động cơ công suất 365 kW, các kiểu sau đó được trang bị loại động cơ mạnh hơn công suất 433 kW.[3]