Первый проект нового самолета, которому Штаб Армии присвоил обозначение Ki-5 (согласно новой системе обозначений, известной как Ки Го), был разработан Такео Дои под руководством Ричарда Фогта.
После того, как доктор Фогт вернулся в Германию, Дои единолично руководил проектированием истребителя. Первый из четырех опытных самолетов (некоторые источники упоминают пять опытных машин) был готов в феврале 1934 года. Он резко отличался от ранних японских истребителей -цельнометаллический свободнонесущий моноплан с низкорасположенным крылом типа обратная чайка, часть которого была обшита полотном. Кабина была открытой, шасси - неубирающееся трехстоечное с хвостовой опорой, колеса закрыты обтекателями. Ki-5 был оснащен 12-цилиндровым V-образным двигателем водяного охлаждения Кавасаки Xa-9-l (BMW IX) мощностью 720/800-850 л.с., выпускавшимся фирмой по лицензии немцев. Вооружение состояло из двух 7,7-мм пулеметов в фюзеляже.
Все прототипы Ki-5, отличавшиеся друг от друга различными конструктивными деталями (поперечным V крыла, расположением кабины пилота, конструкцией шасси и радиатора), подверглись полномасштабным испытаниям. Однако в сентябре 1934 года IJAAF остановили дальнейшую разработку самолета, поскольку Ki-5, несмотря на неплохие летные характеристики (скорость 360 км/ч, потолок 9000 м, время набора высоты 5000 м - 8 мин) имел ряд существенных недостатков. Истребитель плохо управлялся на малых скоростях и страдал от вибраций силовой установки. Постоянно имели место проблемы с системой охлаждения, а маневренность машины признали недостаточной. Последнее сыграло решающую роль в судьбе самолета. В то время истребитель с плохой маневренностью не имел шансов получить одобрение Коку Хомбу.
