В январе 1937 года аэродром Армейского Технического Летно-исследовательско-го института в Тачикава стал местом проведения сравнительных испытаний трех конкурирующих истребителей. Они продолжались почти год, до 28 декабря 1937 года, и, по всей видимости, являлись самыми продолжительными испытаниями в истории IJAAF. Впоследствии Коку Хомбу принял решение отказаться от таких конкурсов, поскольку они отнимали слишком много времени и приводили к серьёзным финансовым потерям проигравшие фирмы. Истребители следующего поколения уже разрабатывались производителями, заранее отобранными Штабом армейской авиации.
Летные испытания показали, что Кавасаки Ki-28 является самым скоростным среди конкурентов. Хотя у земли он со своими 410 км/ч уступал Ki-33 (412 км/ч) и Ki-27 (420 км/ч), а на высоте 1000 м его скорость составляла 432 км/ч против 433 км/ч у Ki-33 и 437 км/ч у Ki-27. Но с высоты 2000 м Ki-28 превзойти не удалось: Ki-28 и Ki-33 развивали скорость 454 км/ч, а Ki-27 -445 км/ч. Максимальную скорость 485 км/ч Ki-28 развивал на высоте 4000 м, где Ki-33 и Ki-27 смогли достичь лишь 468 км/ч (для Ki-27 это была максимальная скорость). Максимальную скорость Ki-33 развивал на высоте 3000 м, она составляла 474 км/ч против 476 км/ч у Ki-28 и 467 км/ч у Ki-27. На высоте 5000 м максимальная скорость Ki-28 составляла 483 км/ч, Ki-27 - 467 км/ч и Ki-33 - 461 км/ч. На высоте 6000 м Ki-28 был способен развить 481 км/ч, в то время как его соперники заметно отставали: Ki-27 - 463 км/ч и Ki-33 - 454 км/ч.
Данные о скороподъемности, полученные в результате испытаний, показали следующую картину: высоту 1000 м Ki-28 набрал за 1 мин 5 сек; Ki-27 - 1 мин 3 сек и Ki-33 - 1 мин 16 сек. Для высоты 2000 м результаты распределялись следующим образом: Ki-28 - 1 мин 59 сек, Ki-27 - 2 мин, Ki-33 - 2 мин 15 сек; для 3000 м - 2 мин 54 сек, 3 мин 2 сек, 3 мин 16 сек; для 4000 м -3 мин 57 сек, 4 мин 14 сек, 4 мин 29 сек; для 5000 м - 5 мин 10 сек, 5 мин 38 сек, 5 мин 56 сек; для 6000 м - 6 мин 36 сек, 7 мин 17 сек, 7 мин 42 сек.
На результаты, несомненно, повлияло то, что Ki-28 был оснащен самым мощным двигателем. Однако истребитель Кавасаки был и самым тяжелым из конкурентов - пустой самолет весил 1420 кг, а взлетный вес составлял 1760 кг. Пустой Ki-27 весил 970 кг, взлетный вес составлял 1360 кг, для Ki-33 значения этих параметров были равны 1132 кг и 1462 кг соответственно. При площади крыла 19 м2 у Ki-28, 18,56 м2 у Ki-27 и 17,8 м2 у Ki-33, нагрузка на крыло составляла соответственно 92,63 кг/м2, 73,28 кг/м2, 82,13 кг/м2. Как видно, наименьшее значение этого параметра было у Ki-27, что обеспечивало ему лучшую маневренность. Действительно, этот самолет делал горизонтальный разворот на 360 - за 8,1 секунды, радиус разворота составлял 86,3 м, для Ki-33 эти значения составляли 9,8 секунды и 97,5 м, а для Ki-28 - 9,5 секунды при радиусе разворота 111,3 м (!)
Рассмотрев результаты, полученные в ходе летных испытаний, а также учитывая такие характеристики, как надежность силовой установки и простоту эксплуатации весной 1937 года Коку Хомбу отдал предпочтение истребителю Накадзима Ki-27. Компания получила заказ на десять предсе-рийных самолетов, которые получили обозначения Ki-27.03 - Ki-27.12. Первый из них был готов в июне 1937 года, а после-Пара Ki-27b 1-го Чутая 13-го Сентая, 1940 год. Стойки шасси оснащены пневматиками низкого давления, обтекатели сняты. В то время эмблемой подразделения была катакана "КаКо" на киле, указывающая на ее место базирования - Какогаву.
Внешне они были очень похожи на Ki-27.02, но с вертикальным оперением большей площади с более скругленной задней кромкой и новым остеклением кабины (трубка телескопического прицела проходила теперь через лобовое стекло, восстановили обтекатель за кабиной, но сделали в нем окна для обзора в бок - назад). Некоторые из последних самолетов этой серии были оснащены мощным двигателем Накадзима Ха-1Ь (Ха-1 Otsu) взлетной мощностью 710 л.с. (максимальная мощность -780 л.с. на высоте 2900 м). Испытания подтвердили хорошие летные характеристики самолета, и 28 декабря 1937 года Коку Хом-бу официально объявило о завершении конкурса, выбрав Ki-27 с мотором Ха-1Ь для запуска в серию. ВВС императорской армии присвоили новому самолету официальное обозначение Армейский истребитель Тип 97 Модель А (Кьюнана-Сики Сентоки) или, коротко, Ю-27а (Ю-27Ко).
