在長期採用歐美各國戰機的日本，一直致力於將戰機自產，九六式艦戰是日本航空工業重要的里程碑，這代表日本終於有自行製造和其他先進航空國家相匹敵的機種的能力。九六式的設計起源於日本海軍在1934年對國內飛機製造廠所提出的新式艦上戰鬥機計畫，其中明文規定新機時速必須高達350公里以上，並且能夠在6分30秒內爬升到5000公尺。面對如此的高標準，三菱主任設計師堀越二郎大膽採用新技術，這架名為"九試單戰"的原型機在1935年2月4日進行了首次的試飛，並在隨後於各務原機場的試飛中飛出的450公里的高時速和爬升到5000公尺僅耗費5分54秒的高爬升速度，海軍對此相當滿意，在1936年正式改名九六式艦戰並投入生產

        九試單戰採用了全金屬低單翼的構型，它也是第一架採用單翼構型的日本戰鬥機，另外原型機採用的是逆鷗翼的構型。由於三菱採用了新開發的沉頭铆釘技術，機身阻力比起採用一般铆釘的機種低了相當的多，另外由於三菱也採用了超輕鋁合金材質並對機身做了相當程度的輕量化，翼負荷遠較其他當時歐美機種為低，因此飛行性能相當的優秀。不過九六式艦戰的原型機在試飛時也發現它在大攻角時機身會產生縱向震動，而且在著陸時性能不穩定，因此量機型捨棄了逆鷗翼構型的主翼，改採用較為簡單的具上反角橢圓型機翼，並採用分段式襟翼以強化戰機的運動性，另外駕駛座風防也改為開放型以增加駕駛員的視野

        1937年9月18日，移駐上海的第二航空艦隊首次以九六式艦戰和國軍的空軍發生空戰，這些九六式成功的壓制住國軍的C.R.-32、I-15、鷹式三型的雙翼戰鬥機，使得日本海軍許多的飛行員對九六式產生信心；而在同年12月2日在南京爆發的空戰中，九六式更一舉擊落了10架國軍當時最優秀的I-16B型戰鬥機，對國軍的空優構成了很大的威脅，不過後來引進的後期型I-16則和九六式旗鼓相當，因此在性能優異的零式戰鬥機服役前，日本海軍還無法完全掌握住中國戰場的空優。儘管如此，九六式艦戰當時仍然對國軍飛行員構成了很大的威脅，並在1939年的諾蒙汗事件中，和陸軍的九七式戰鬥機聯手擊落了大批的蘇軍戰鬥機，對蘇聯飛行員構成了相當嚴重的威脅

        後來三菱應海軍的要求，將九六式換用馬力更大的"壽"31型發動機，並改裝住友公司所製造的SS-2D金屬三葉變矩式螺旋槳的二號機。二號機的性能相當不錯，在加速等方面都勝過一號機許多，不過九六式中最優秀的應該還是在1938年所推出的四號機。四號機除了換用大馬力的"壽"41型外，並新增了可拋式副油箱的設計，航程比起無法採用可拋式副油箱的三號機整整多出了將近450公里，使得九六式的空戰範圍更大，也能更加的保護脆弱的轟炸進行戰略轟炸。九六式的產量在782架到800架之間，並由佐世保海軍工廠和渡邊會社(也就是後來的九州飛行機)一同協助生產，隨後三菱將精力投入到性能更佳的零式戰鬥機上，因此九六式在1939年12月正式停產，不過九六式還是被一直使用到戰爭後期，部分擔任教練任務的九六式甚至被一直使用到戰爭結束，也算得上是長命機種了吧