Die Entstehung des Ki-84 wurde durch die Verfügbarkeit eines neuen 18-Zylinder-Ha-45-Doppelsternmotors von Nakajima vorangetrieben. Der erste Prototyp des neuen Jägers war am 20. März 1943 fertig, der Erstflug fand im April statt. Im Juni 1943, während das Flugtestprogramm fortgesetzt wurde, wurden zwei weitere Prototypen fertiggestellt. Die zweite Serie von 42 „zusätzlichen Prototypen“ wurde zwischen März und Juni 1944 gebaut. Die Serienproduktion der ersten und Basisversion der Ki-84, Ki- 84 Ko wurde im April 1944 in Ota gestartet, als die Produktion und Flugerprobung von Prototypenmaschinen noch im Gange war. Alle Ki-84 Ko-Jäger verfügten über eine Angriffsbewaffnung, die aus zwei am Rumpf montierten Ho-103-12,7-mm-Kanonen und zwei in den Tragflächen installierten Ho-5-20-mm-Kanonen bestand. Frühe Produktionsexemplare wurden noch von den Ha-45-11-Motoren angetrieben, diese wurden jedoch bald durch die Ha-45-12-Motoren mit 1825 PS ersetzt. Später wurde eine weiterentwickelte Version des Motors eingeführt – Ha-45-21 –, die über einen effizienteren Kompressor verfügte und 1990 PS leistete.