Ki-43 là máy bay tiêm kích được sử dụng rộng rãi nhất của Lục quân, được trang bị cho 30 sentai (trung đoàn bay) và 12 chutai (đại đội bay). Phiên bản đầu tiên, Mark I, đưa vào hoạt động năm 1941, Mark II vào tháng 12 năm 1942, II-Kai vào tháng 6 năm 1943, và kiểu Mark IIIa vào mùa Hè năm 1944.

Giống như Zero, Ki-43 ban đầu chiếm được ưu thế trên không trên bầu trời của Malaya, Đông Ấn thuộc Hà Lan, Miến Điện và Tân Guinea. Điều này một phần là do tính năng tốt hơn của chiếc Oscar[15] và một phần cũng do số lượng máy bay sẵn sàng không chiến ít ỏi của Đồng Minh. Trong những tháng đầu tiên của cuộc chiến ở châu Á và Thái Bình Dương, phần lớn trong chúng là P-36 Hawk, Curtiss P-40, Brewster Buffalo, Hawker Hurricane và Curtiss-Wright CW-21. Tuy nhiên khi chiến tranh tiếp diễn, chiếc máy bay cũng chịu những điểm yếu tương tự như Ki-27 và Mitsubishi Zero; vỏ giáp mỏng và thùng nhiên liệu tự hàn kín kém hiệu quả gây nhiều tổn thất trong chiến đấu. Trang bị vũ khí của nó - 2 súng máy - cũng không đủ để chống lại vỏ giáp hạng nặng của máy bay Đồng Minh. Khi máy bay kiểu mới của Đồng Minh như P-47 Thunderbolt, P-38 Lightning, P-51 Mustang, F4U Corsair, F6F Hellcat và mô đen cuối của Supermarine Spitfire/Seafire được đưa vào hoạt động, Nhật Bản buộc phải lui về thế phòng ngự và đa số máy bay được lái bởi phi công thiếu kinh nghiệm. Tiếp theo cho đến hết chiến tranh, phần lớn Hayabusa được sử dụng như máy bay tấn công cảm tử Thần phong.

Ki-43 cũng phục vụ trong vai trò phòng ngự trên không tại Đài Loan, Okinawa và các đảo chính quốc Nhật. Một số kiểu mẫu được cung cấp cho các nước thân Nhật là Thái Lan, Mãn Châu Quốc và chính quyền bù nhìn Trung Hoa Uông Tinh Vệ. Các đơn vị Thái đôi khi chiến đấu chống lại Không lực Mỹ ở miền Nam Trung Hoa.[1].

Hayabusa được ưa thích trong Không lực Nhật vì đặc tính bay dễ dàng và độ cơ động tuyệt vời, và hầu hết các phi công "Ách" của Không lực ghi được chiến công với Hayabusa trong một phần của binh nghiệp. Vào cuối chiến tranh, hầu hết các đơn vị bay Hayabusa được nhận máy bay kiểu Nakajima Ki-84 Hayate ("Frank") để thay thế, nhưng một vài đơn vị bay Hayabusa cho đến hết chiến tranh. Chiến công ghi được nhiều nhất trên chiếc Hayabusa là của Trung sĩ Satoshi Anabuki với 59 chiến công.

Sau chiến tranh một số lượng giới hạn máy bay này cũng phục vụ cho Không quân Pháp trong Chiến tranh Đông Dương.