Stawiało to pod znakiem zapytania sens montowania ich w wysokościowym myśliwcu przeznaczonym do walki z B-29.
Wykorzystanie bojowe Samoloty Kawasaki Ki-61 Hien od lutego 1943 roku zostały wprowadzone do jednostek lotniczych armii japońskiej. Po raz pierwszy użyto ich w akcjach bojowych w kwietniu 1943 w walkach nad Nową Gwineą. Następnie stosowano je w walkach nad Nową Irlandią i Nową Brytanią. Niewielka liczba tych samolotów walczyła również w Chinach i Mandżurii. W 1944 roku walczyły na Filipinach, a następnie broniły wysp japońskich. W końcowym okresie wojny samolotów Kawasaki Ki-61 I użyto jako samolotów dla jednostek kamikaze, a samolotów Kawasaki Ki-61 II do walki z amerykańskimi samolotami Boeing B-29 dokonującymi nalotów na Japonię. Pewna liczba samolotów dostała się w ręce chińskich wojsk komunistycznych. Były wykorzystywane do końca lat 40. XX w.
Jednostki używające Kawasaki Ki-61 Hien w japońskim lotnictwie: dywizjony myśliwskie (Sentai): 17, 18, 19, 23, 28, 37, 55, 56, 59, 68, 78, 105, 244 samodzielna eskadra myśliwska (Chutai): 23