Первые результаты испытаний подтвердили самые радужные надежды морского штаба. Вера в самолет была такова, что уже в течение последующего года Мицубиси поставила 21 опытный и предсерийный самолет, получивший официальное обозначение G3M1. Второй, четвертый и шестой G3M1 получили те же двигатели "Хиро", что и первый самолет, а остальные опытные машины - 14-цилиндровые двигатели воздушного охлаждения Мицубиси "Кинсей". Третий, с седьмого по десятый и с двенадцатого по двадцать первый самолеты были оснащены парой двигателей "Кинсей"-2 мощностью 830 л.с. и с винтами MW 126 фиксированного шага, а четвертый и одиннадцатый G3M1 получили двигатели "Кинсей"-3 мощностью 910 л.с. с металлическими винтами изменяемого шага CS-16. Благодаря установки более мощных двигателей, скорость самолета поднялась с 315 км/ч для варианта с "Хиро" до 345 км/ч с двигателями "Кенсей"-3.
Первые шесть G3M1 получили "глухую" носовую часть с иллюминатором для бомбоприцела под кабиной ближе к правому борту, а седьмой и последующие имели возвышающийся уступом фонарь кабины пилотов, а штурман-бомбардир располагался в носовой части под "парником" удлиненного фонаря. Правда, на серийных самолетах вновь вернулись к глухой носовой части, но измененная кабина пилотов осталась.
В течение года после своего первого полета самолет успешно прошел испытания на снятие летных характеристик и управляемость, а 12 предсерийных машин поступили в авиакорпус "Татояма" для войсковых испытаний. Отзывы были только благоприятными, и имперский флот решил заказать серийное производство самолета под обозначением "бомбардировщик морской тип 96 модель 11". Самолет пошел в серию с двигателями "Кинсей"-3, "глухой" носовой частью и переделанным фонарем кабины пилотов. Правда, успели выпустить только 34 таких самолета - подоспели более мощные двигатели.
Следующей серийной версией самолета стал "бомбардировщик морской тип 96 модель 21" (G3M2) с двигателями "Кинсей"-41 или -42 мощностью 1075 л.с. и с некоторыми изменениями в конструкции. На этой модели ставились новые верхние башни, хотя были машины и по старому образцу.
Летные характеристики опять же улучшились, а вскоре для G3M2 нашлась и "работа" - вспыхнул "китае-японский конфликт". Уже через неделю после начала боевых действий авиакорпуса "Каноя" и "Кисаразу" приступили к налетам вглубь китайской территории с баз на Кюсю и Формозе. До конца года выявилось достоинство большой дальности полета G3M2 - самолет, созданный для поддержки флота вдали от баз, оказался единственным японским бомбардировщиком, способным наносить удары по стратегическим целям в глубине территории Китая. К лету число G3M2, задействованных в боях над Китаем, достигло своего пика - 130 машин. Но, действуя за пределами дальности полета своих истребителей, G3M2 несли тяжелые потери, так как их баки были непротектированы, а вооружение - явно недостаточным.