После такого обескураживающего старта Томио Кубо решил использовать свой опыт работ над Ки-46 и новый проект Ки-83 представлял собой уже двухместный, аэродинамически очень чистый самолет под два двигателя Ха-211 Ру - 18-цилиндровые, воздушного охлаждения. Вооружение состояло из двух 30-мм пушек Хо-105 и двух 20-мм Хо-5. Первый опытный самолет был закончен в октябре 1944 г, а полетел 18 ноября 1944 г. Во время испытаний, прерываемых налетами американцев, самолет показал отличную для своих размеров маневренность и высокие летные характеристики. Однако испытания задерживала вибрация двигателей и хвостовой части. Следующие три опытных самолета получили новые мотогондолы и усиленный стабилизатор.
Показанная во время испытаний очень высокая скорость - до 686 км/ч на высоте 8000 м - привлекла к себе внимание флота, который запросил о возможности поставок части серийных машин для своих нужд. Правда, реально до конца войны флот не получил ни одного Ки-83. К тому же к концу войны в проектах остались улучшенная версия самолета - Ки-103 и его разведывательный вариант Ки-95, предназначенный для замены Ки-46 и имевший фотооборудование и две 20- мм пушки Хо-5.
До серийного производства основного варианта дело также не дошло: планы армейских ВВС к 1945 г изменились, им уже требовался перехватчик. В целом можно отметить, что Ки-83 выглядел гораздо более предпочтительней по сравнению с груммановским F7F "Тайгеркэт" и D.H.103 "Хорнет" английской фирмы Дэ- Хэвиллэнд.
Тактико-технические характеристики Ки- 83.
Тип: двухместный тяжелый истребитель.
Двигатели: два Мицубиси Ха-211 Ру - 18- цилиндровые, воздушного охлаждения, взлетной мощностью 2200 л.с. и 1930 л.с. на высоте 5000 м.
Вооружение: две 30-мм пушки Хо-105 и две 20-мм пушки Хо-5; две 50-кг бомбы в бомб(ютсеке.
Максимальная скорость: 705 км/ч на высоте 9000 м; 655 км/ч на высоте 5000 м.
Крейсерская скорость: 450 км/ч на высоте 4000 м.
Время подъема на высоту: 10000 м - 10 мин.
Потолок: 12660 м.
Дальность полета: нормальная - 1953 км, максимальная -2175 км.
Вес: пустого - 5980 кг, взлетный - 8795 кг, максимальный - 9430 кг.
Размеры: размах крыла - 15,5 м; длина - 12,5 м; высота - 4,6 м; площадь крыла - 33,52 м>2.