Chiếc Kawanishi N1K ban đầu được chế tạo như một thủy phi cơ tiêm kích hoạt động tại các chiến dịch tấn công ngoài mặt trận nơi không có các đường băng. Nhưng đến năm 1943 khi chiếc máy bay được đưa ra hoạt động, Nhật Bản đang ở trong thế phòng ngự, và đã không có nhu cầu sử dụng đến chiếc N1K. Chúng chỉ được sử dụng trong phòng thủ, nhưng cũng không sánh được với các máy bay tiêm kích của Hải quân Hoa Kỳ hoạt động trên các tàu sân bay.

Yêu cầu phải mang phao nổi to nặng nề đã làm phá hỏng chiếc N1K khi đối chọi lại những chiếc máy bay tiêm kích Mỹ hiện đại. Tuy nhiên, các kỹ sư của Kawanishi đã đề nghị từ cuối năm 1941 rằng kiểu N1K cũng có thể tạo ra một phiên bản máy bay tiêm kích chắc chắn đặt căn cứ trên đất liền, và phiên bản này được sản xuất như là sự đầu tư riêng của hãng. Nó bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 27 tháng 12 năm 1942, trang bị một động cơ Nakajima Homare bố trí hình tròn thay cho loại Mitsubishi Kasei công suất kém hơn trên chiếc N1K. Chiếc máy bay giữ lại kiểu cánh gắn giữa của chiếc thủy phi cơ, điều này cùng với các cánh quạt đường kính lớn đã đòi hỏi phải có bộ càng đáp dài, lênh khênh. Một đặc tính độc đáo là các cánh nắp chiến đấu tự động của chiếc máy bay sẽ tự động điều chỉnh theo gia tốc không cần sự can thiệp của phi công, và hạn chế được sự tròng trành trong chiến đấu.

Động cơ Nakajima Homare là kiểu mạnh mẽ, nhưng do được vội vã đưa vào sản xuất trước khi nó thực sự sẵn sàng, nên có nhiều trục trặc. Một vấn đề nữa là do kỹ thuật nhiệt luyện kém, bộ càng đáp thường bị gãy khi hạ cánh. Được biết là đã có nhiều chiếc George đã bị mất vì tai nạn do lỗi này hơn là bởi máy bay Đồng Minh. Ngoài những vấn đề về động cơ và bộ càng đáp, chương trình thử nghiệm cho thấy chiếc máy bay có nhiều triển vọng. Những chiếc nguyên mẫu được Hải quân đánh giá, và vì nó nhanh hơn chiếc Mitsubishi A6M5 "Reisen" và có tầm bay xa hơn chiếc Mitsubishi J2M2 "Raiden", nó được yêu cầu đưa vào sản xuất dưới tên gọi N1K1-J, ký tự -J cho biết đây là phiên bản cải biến thành máy bay tiêm kích đặt căn cứ trên đất liền của chiếc thủy phi cơ tiêm kích nguyên thủy.

Vũ khí trang bị là bốn khẩu pháo Kiểu 99 Loại 2 Mk 4 20 mm trên cánh, mang được 100 viên đạn mỗi khẩu cho cặp súng trong và 70 viên đạn mỗi khẩu cho cặp súng ngoài. Loại đạn 20×101 mm có tầm bắn hiệu quả 1.000 m (3.280 ft) và vận tốc đầu đạn là 700 m/s (2.297 ft/s). Đầu đạn nặng 128 g chứa 6-8% chất nổ. Tốc độ bắn vào khoảng 500 viên mỗi phút cho mỗi khẩu. Các khẩu súng được chỉnh hội tụ ở tầm bắn 200 m (656 ft).

Chiếc N1K2-J là một kiểu được thiết kế lại hoàn toàn được bắt đầu chỉ bốn ngày sau khi chiếc Shiden bay chuyến bay thử nghiệm đầu tiên, nhằm giải quyết những yếu kếm chính của chiếc N1K1-J, chủ yếu là kiểu cánh gắn giữa và bộ càng đáp quá dài. Cánh được chuyển đến vị trí thấp hơn, cho phép sử dụng loại càng đáp thông thường, thân được kéo dài thêm, đuôi được thiết kế lại, và toàn bộ chiếc máy bay được làm để sản xuất đơn giản hơn và sử dụng ít hơn các vật liệu then chốt vốn đang khan hiếm. Kiểu động cơ Homare được giữ lại vì không có được kiểu thay thế cho dù những vấn đề về độ tin cậy chưa được hoàn toàn sửa chữa. Số lượng đạn mang được của các khẩu pháo cũng được tăng lên 200 viên mỗi khẩu. Chiếc nguyên mẫu bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 1 tháng 1 năm 1944 và được vội vã đưa vào sản xuất sau khi được Hải quân thử nghiệm trong tháng 4. Chiếc máy bay được đặt tên là "Shiden-Kai" (紫電改), trong đó tiếng Nhật 改, Kai mang ý nghĩa được cải biến.