Ustalenia przedstawicieli wytwórni oraz wydziału technicznego zaowocowały wydaniem nowych warunków technicznych dla jednosilnikowego myśliwca wysokościowego. Nie określono w nich dokładnych osiągów, jakimi miała charakteryzować się miała nowa maszyna, a jedynie sprecyzowano rodzaj konstrukcji, jaka miała powstać. Miał to być jednosilnikowy samolot napędzany silnikiem gwiazdowym z turbosprężarką, ciśnieniową kabiną, uzbrojeniem składającym się z dwóch 30 mm działek oraz dwóch 20 mm. W sierpniu 1942 roku ze wstępną propozycją budowy tego typu maszyny Wydział Techniczny zwrócił się do wytwórni Nakajima a w listopadzie tego samego roku firma otrzymała oficjalne zlecenie na opracowanie i wybudowanie samolotu, który otrzymał oznaczenie Ki-87 Shisaku Kokodo Sentoki (Doświadczalny Wysokościowy Samolot Myśliwski Ki-87).
Równocześnie podpisano kontrakt na budowę trzech maszyn prototypowych oraz siedmiu przedseryjnych. Pierwszy z prototypów miał być gotowy w listopadzie 1944 roku. Wierząc w sukces projektu od razu założono budowę seryjną, która wstępnie opiewała na 300 egzemplarzy.