二式戦闘機には「二式複座戦闘機（キ45）」、海軍の「二式水上戦闘機」などもあり、特に区別する時は「二式単戦」とも呼ばれる。
連合国軍によって付けられたコードネームは「Tojo」。
開発経緯
本機は陸軍参謀本部が1937～38年に示した兵器研究方針にその源流を持っている。
この時期陸軍航空は3種の、性格の異なる戦闘機の開発実用化を目指していた。その要目はそれぞれ
・双発の複座重戦闘機
・九七戦の後継となる、単座の軽戦闘機
・単座、重武装の高速重戦闘機
となっており、このうち単座重戦の開発要求に対する中島飛行機の回答が本機にあたる。
当初重戦闘機の研究開発は難航し、同一の経緯で実用化された軽戦である一式戦闘機に対して制式採用年式で一年の遅れを見ている。日本陸軍は古くから、格闘性能を重視する軽戦闘機至上主義の気風が支配的であったため、運用経験のなかった重戦の基本仕様を纏めることすら覚束なかった。
当初は武装の違いで区別されていた。日本陸軍での重戦闘機の定義は1940年ごろでは、日中戦争やノモンハン事件などの戦訓から重戦闘機は速力、上昇力、航続力に優れ機関砲を装備した戦闘機とされた。
重戦闘機の開発経験がなかった航空機メーカー各社ついても同様の有り様であった。開発段階では一式戦闘機も重戦となるはずが、結果的に軽戦になってしまったとされる（ただし、一式戦闘機が重戦闘機として開発されたとする説は設計技師の一人が要求性能から従来の軽戦闘機と比べ重戦指向であったと述べた記述が拡大解釈されたものとする説がある）。
二式単座戦闘機は高速爆撃機の迎撃も視野に入れた重戦闘機として位置付けられており実験機的な側面が強かったため、数々の新機軸が採用されていた。
エンジン
日本には戦闘機に適した高出力エンジンがなかったため、爆撃機用の「ハ41」を採用しており、機首から後は胴体を急激に絞り込んで空気抵抗を抑えている。
ハ41は零戦や一式戦闘機の「ハ115（栄）」を上回る1260馬力を発揮する。これに短い主翼を組み合わせ、日本機としては珍しく一撃離脱の得意な戦闘機に仕上がった。
本機や海軍の雷電は爆撃機用のエンジンを無理やり積むことで何とか完成させている。重量や空気抵抗のデメリットはあるが、出力で勝てない重戦を開発しても何の取柄もない戦闘機にしかならない。
ただし、大戦後期の米軍戦闘機の主力空冷エンジンであるプラット&ホイットニーR-2800は、三菱「火星」とほぼ変わらない大きさと重量である。インジェクター採用の二〇系では出力重量比では勝っていた。明確に劣るのは過給機周りであった。
武装
零式艦上戦闘機に搭載された「20mm機関砲」と同系統のものを搭載する予定だったが調達のメドが立たず、アメリカ製M2機銃のコピー「12.7mm機銃」二挺を装備した。オリジナルのM2より強力な弾薬を使えるが重武装とは言えない。しかし、日本陸軍の定義では二式単座戦闘機は「重戦闘機」であった。この機銃は全ての主力戦闘機に装備された、日本陸軍後期の標準型航空機銃である。
一型甲・二型甲は12.7mm機銃2門に7.7mm機銃2挺、一型乙・二型丙では12.7mm機銃が4挺となって増強されている。二型乙は胴体の12.7mm機銃2挺だけだが、主翼にホ三〇一を装備する事もできる。
防弾
一式戦闘機で着脱式にされた防弾版だったが、二式単座戦闘機では標準装備となった。13mmの防弾版がコクピット後方に張られており、この重量は60kgにもなる。アメリカの調査では「M2に対しては不充分」と判定されている。ただしこれは「防弾板の面に対して垂直に入ることを考えると」という条件においてであり、実戦で貫通されることは少なかった。
実戦
最初の実戦配備は独立飛行47戦隊で、ベトナムやインドネシア、ミャンマーで活動したが、一式戦闘機を装備した64戦隊に比べると地味だった。
南方にはスピットファイアなどの新鋭機が配備されていると予想され、Bf109Eとの模擬空戦で互角の性能を示した二式単座戦闘機はこれらに対抗可能と考えられた。しかし実際には第一線機は殆ど配備されておらず、航続距離に優れた一式戦闘機が爆撃機の護衛などで活躍した（二式単座戦闘機の飛行時間は欧米機に比して長かったものの、「2時間がせいぜい」と言われていた）。
1942年の「ドーリットル空襲」で東京が空襲され、本土防空が脆い事に気づいた時、東條英機首相の鶴の一声で、二式単座戦闘機を装備する部隊は南方から本土へ呼び戻された。
12月には「ハ109」（1450馬力）を装備した二型が制式採用されている。この二型が制式採用後の主力モデルである（生産数の少ない一型は増加試作機に分類）。
欧米機に比しては格闘戦性能が十分高かったため、旋回性能が劣ることは問題にされなくなった。後に蝶形空戦フラップが廃止されているが、やはり問題になることはなかった。
問題となったのは、相対的な火力不足とエンジン稼働率が安定しないという点である。
二型乙には対重爆のオプションとして40mm機関砲（ホ三〇一）を装備できた。これは厳密にはグレネードランチャーに分類されるもので、大口径で破壊力があるという長所があった。しかし集弾性能が悪くて弾速も遅く、8発しか装填できなかった（反動にフレームが耐えられないため）。
従って射撃の際は、照準器からはみ出る位まで近づいて撃つ事が必要とされた。敵の銃火に怯まずに高速で接近し、なおかつ一撃のチャンスを逃さない技量・度胸が求められる。扱いきれるのは上坊良太郎大尉などトップエースに限られた（僅かながら若手が戦果を上げた事例もある）。
本土防空
高高度性能が高く高速で重防御のB-29は、二式単座戦闘機にとっても困難な相手であり、到達限界高度ギリギリでの迎撃戦闘を強いられた。失速寸前で浮いているのが精一杯であり、一度攻撃するだけで再攻撃不能となるほど高度を失った。
12.7mm機銃ではB-29に相対するには分が悪かった。ホ三〇一は大変に扱いにくい武器だったが一発でも命中すればB-29を撃墜できるため、本機の運用が継続される理由となった。
搭乗員の評価
上記の通り高速の重戦闘機として開発され、ノモンハンの戦訓を受けて実用化された。
高速戦闘機による編隊空戦・一撃離脱の戦略構想は欧米各国で有力と判断され、戦中には最早諸外国の戦闘機は軒並み一撃離脱の得意な高速機になっていた（Fw190、P-47、テンペストなど）
同時期に配備された一式戦闘機より火力で勝り、防弾もしっかりしていた。最大速度も600km/hを超え、射撃時の安定も良かった。欧米戦闘機に比べれば旋回性能で上回り、非常に高い構造強度・急降下速度を誇った。時速800kmで引き起こしを行っても主翼に皺がよらない機体は、当時としては欧米でも限られた存在である。
それまで軽戦闘機に慣れた陸軍搭乗員に重戦は不評であった。
「高い翼面荷重に起因する旋回性能の悪さや速い失速速度」「低い垂直尾翼高による大迎角時の方向蛇の利きの悪さ」「大径エンジンの採用による着陸時の前方視界の悪さ」等がしばしば事故を引き起こさせ、「若い者には乗せられない」「殺人機」など悪評が立った。
しかし、本土防空戦の折、パイロット不足により飛行時間が200時間以下の学徒動員パイロットが出撃する事態となったが、彼らが二式単座戦闘機で戦果を挙げる事例が続発した。軽戦の経験のない若手に着陸速度は問題にならず、乗りにくいということはなかったようだ。
日本軍に関しては「現場は有能だが上層部が無能」と言われることが多いが、本機は時代の流れに沿った優秀な機体を現場が拒絶した事例である。開戦当初までの陸軍、及び戦前戦中通じての海軍に根強く存在した風潮を「日本の軽戦闘機偏重」として批判する向きもあるが、同様の論争は当時のドイツやアメリカでも起きており、問題は「いかに過去の成功体験から来る盲目の信頼から脱却すべきか」という点である。
1942年以降は「二式単座戦闘機を使いこなす事」 が陸軍飛行戦隊の間でステータスとも言われ、一撃離脱戦法に理解がある実戦経験者が乗機に選んだとされる。
また、一般に四式戦闘機は一式戦闘機の後継機とされるが、中島飛行機社内では『隼ではなく、鍾馗の正統発展型。それに隼の要素を加えた機体』とされており、戦争勃発後に実戦部隊の評価が好転した機体であると言える。
二型のハ109エンジンは不調が多く、実戦部隊で評価が上がったことで次期主力エンジン「ハ45」（海軍名「誉」）エンジンに換装した三型も試作されたが、四式戦闘機が開発されたため新規生産は1944年末に終了した。
日本陸軍はキ-60を水子に終わらせているが、三式戦闘機、四式戦闘機を軽戦と重戦の性格を併せ持った機へと昇華させたことは評価できる。
開発時に採用したドイツ人パイロットは「日本パイロット全員が二式単座戦闘機を乗りこなせれば日本軍は最強になる」という発言をしており、陸軍が採用を決める後押しとなった。
また戦後の米軍テストでは「迎撃機としては最優秀」との評価を下している。着陸性能は問題にされていないが、これは米軍の運用する戦闘機は重戦が殆どであり、本機程度の前方視界や着陸速度は問題にならないのである。
余談
二式単座戦闘機等を開発した陸軍に比較して、日本海軍は軽戦重視から脱却できなかったとされる。零式艦上戦闘機は高速度で舵の効きが悪かったし、烈風は空母運用の制約もあったが翼面荷重に制限がかけられ開発が遅れた。
ただし、海軍も同時期に本機と似た設計思想の雷電を開発しており、零戦52型は一撃離脱戦法に対応するための改修でもあり、紫電改を配備された343航空隊は「二機一組を二組用意した四機チームを維持しつつ、一撃を加え混乱した敵編隊を崩して格闘戦に持ち込む（場合によってはそのまま離脱）」という戦法を用いており、重戦を否定していたわけではない。
関連イラスト
別名・表記ゆれ
二式単座戦闘機の登場するフィクション作品
