Kiểu 89 được sử dụng cho nhiệm vụ yểm trợ bộ binh trong Chiến tranh Trung-Nhật. Nó xuất hiện cùng với bộ binh Nhật trong Sự kiện Mãn Châu, trong Trận Thượng Hải năm 1932 và cả trong Lực lượng Đổ bộ Đặc biệt Hải quân. Khẩu pháo nòng ngắn 57 mm tỏ ra hiệu quả trong việc tiêu diệt các ụ súng máy và lớp giáp 15 mm (0.59 in) tuy không dày nhưng đủ sức trước hỏa lực của vũ khí nhẹ cầm tay. Tốc độ tương đối thấp 25 km/giờ (16 mph) không phải là vấn đề trong các loại chiến dịch này.[8]

Năm 1933, Lục quân Nhật thành lập đơn vị thiết giáp độc lập đầu tiên với ba trung đoàn trang bị I-Go Kiểu 89, mỗi trung đoàn gồm hai đại đội với 10 tăng/đại đội. Ba trung đoàn khác được thành lập vào năm 1934. Kiểu 89 đã được sử dụng trong nhiều trận đánh tại Trung Quốc sau năm 1937.

Trận Khalkhin Gol (Nặc Môn Khâm)

Đêm ngày 2 tháng 7 năm 1939, trong trận Khalkhin Gol (Nặc Môn Khâm), Quân đoàn Xe tăng số 1, dưới sự chỉ huy của trung tướng Masaomi Yasuoka đã tổ chức cuộc phản công nhắm vào Lữ đoàn 11 Xe tăng và Lữ đoàn 7 Thiết giáp của Hồng quân Liên Xô.[9] Quân đoàn 1 bao gồm hai trung đoàn 3 và 4; trong đó trung đoàn 3 có 26 chiếc Kiểu 89, 4 chiếc Kiểu 97, 7 chiếc xe tăng siêu nhẹ Kiểu 94 và 4 chiếc xe tăng siêu nhẹ Kiểu 97, trung đoàn 4 có 35 chiếc Kiểu 95, 8 chiếc Kiểu 89 và 3 chiếc xe tăng siêu nhẹ Kiểu 94.[10] Tại Nặc Môn Khâm, xe tăng hạng trung Kiểu 97 là kiểu xe tăng mới, và chủ yếu vẫn ở các đơn vị tại chính quốc cũng như lực lượng quân Nhật đồn trú tại Mãn Châu.[11]

Trung đoàn xe tăng số 3 sau khi vượt qua trận địa pháo binh đã tiếp tục đánh bại được lực lượng bộ binh cơ giới của Hồng quân để chiếm được cao điểm Hồng quân bỏ lại. Tuy nhiên, đến 21 giờ, Hồng quân bắt đầu pháo kích vào vị trí đó khiến trung đoàn 3 phải tái bố trí lại đằng sau mục tiêu.[12]

Trong khi đó Trung đoàn xe tăng số 4 tiến đến mục tiêu dưới cơn mưa giông khiến người Nga không thể thấy họ nhưng các vị trí của quân Nga lại bị phơi bày ra.[13] Tuy nhiên, khi đến gần phòng tuyến, sấm chớp đã làm quân Nga trông thấy những chiếc xe tăng Kiểu 95 đang tiến đến, phòng tuyến Hồng quân ngay lập tức khai hoả bằng đại liên, súng cối, pháo, xe tăng BT-7 và pháo chống tăng.[14] Tuy nhiên, vì phạm vi quá gần, các pháo thủ Nga không thể bố trí các nòng súng của họ đủ thấp để tấn công xe tăng nên đã không trúng mục tiêu do đó những xe tăng này đã xuyên thủng phòng tuyến Nga hơn 900m.[15] Đi quá sâu vào phòng tuyến Nga và bị cô lập, trung đoàn xe tăng số 4 phải di chuyển thêm vài km nữa[16] để gặp lại bộ binh Nhật.

Trung đoàn 4 đã sử dụng tổng cộng 1.100 quả đạn pháo 37mm và 129 quả đạn pháo 57mm, 16.000 viên đạn súng máy. Trong số 73 xe tăng hạng nhẹ và trung của Nhật tham gia cuộc tấn công này, 13 chiếc đã bị đạn pháo Nga phá hủy hoàn toàn, 14 chiếc được sửa chữa sau khi đưa về đại tu và 17 chiếc khác thì sửa chữa ngay trên chiến trường.[17] Phía Liên Xô tổng kết rằng Quân đoàn xe tăng số 1 Nhật Bản đã vượt qua được phòng tuyến do Lữ đoàn Thiết giáp số 9 và Trung đoàn Bộ binh 129 của Liên Xô trấn giữ và tiến đến trận địa pháo của người Nga.[18]

Các chiến trường khác

Đến năm 1942, Kiểu 89 đã gần như không còn tham gia chiến đấu nhưng một số chiếc vẫn có mặt trong giai đoạn đầu của cuộc Chiến tranh Thái Bình Dương như trong trận Philippines.[19]