Το Ki-33 αναπτύχθηκε από την Mitsubishi προκειμένου να καλυφθεί απαίτηση που εξέδωσε ο Αυτοκρατορικός Στρατός και περιέγραφε το μαχητικό πουθα αντικαθιστούσε ταδιπλάναKawasaki Ki-10. Στα μέσα του 1935 ζητήθηκε από τις εταιρείες Kawasaki, Mitsubishi καιNakajimaνα αναπτύξουν πρωτότυπα που υποβάλλονταν σε συγκριτική αξιολόγηση. Στη δεδομένη συγκυρία η Mitsubishi έχοντας ως προτεραιότητες την μετατροπή του αεροσκάφους Ka-14 στο μαχητικό A5M καθώς καιτην προετοιμασία γιατην ένταξη τουβομβαρδιστικούG3Mσε παραγωγή γιατοΑυτοκρατορικό Ναυτικό, δεν ήταν σε θέση να ανάπτυξη ένα ακόμη μαχητικό αεροσκάφος εκτου μηδενός.[1]Αντ' αυτού υπέβαλε στο διαγωνισμό μία ελαφρώς τροποποιημένη εκδοχή του προγενέστερου Ki-18, ενός αεροσκάφους το οποίο δεν εντάχθηκε μενσε παραγωγή, όμως είχε αποδειχθεί επαρκές.[1]
Το τροποποιημένο Ki-18 ονομάσθηκε Ki-33 και προωθούνταν από κινητήρα Nakajima Ha-1που απέδιδε έως και 744 hp στα 3700 m. Τα πρωτότυπα ολοκληρώθηκαν στις αρχές του καλοκαιριού του 1936 και οι συγκριτικές δοκιμές άρχισαν το Νοέμβριο του έτους αυτού γιανα ολοκληρωθούν την άνοιξη του 1937, μετοKawasaki Ki-28να αποδεικνύεται το ταχύτερο από τις τρεις σχεδιάσεις.[2]ΤοNakajima Ki-27 αποδείχθηκε όμως σαφώς ανώτερο σε ό,τι αφορά την ευελιξία και βάσει αυτού επιλέχθηκε από τηνΑεροπορική Υπηρεσία του Ιαπωνικού Αυτοκρατορικού Στρατού.[3][4]