Mitsubishi Ki-15-I
De eerste produktieversie onder de naam Leger Type 97 Verkenner Model 1, werd uitgevoerd met een Nakajima Ha-8 motor met een vermogen van 640 pk.
Het toestel is zowel als lichte aanvalsbommenwerper en als verkenner ingezet. Vooral in de eerste rol was het een redelijk succesvol type tijdens de aanvang van de 2e Chinees-Japanse oorlog (1937-1945). Na 1941 was het toestel echter te langzaam om nog op tijd weg te kunnen komen en werd het alleen nog maar ingezet voor verkenningsdoeleinden. Ook hierin bleek het echter al snel tekort te komen en was men blij over een nieuwe versie te kunnen beschikken.

Mitsubishi Ki-51-II
In mei 1938 vloog het eerste exemplaar van de verbeterde versie van de Ki-15 als Leger Type 97 Verkenner Model 2, aangedreven door een Mitsubishi Ha-26-I motor. Ook dit toestel is tweeledig ingezet, als lichte aanvalsbommenwerper en als verkenner.

Beide Ki-15 typen waren redelijk succesvol tot in 1942. Ze hebben dienst gedaan op nagenoeg alle fronten in de Pacific en in China. Alle luchtbrigades hadden wel een aantal toestellen als verkenner in dienst. Vanaf 1943 werden de toestellen uit de frontlinie teruggetrokken en nog alleen ingezet als trainer en verbindingsvliegtuig. Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog werden nog verscheidene exemplaren ingezet als kamikazevliegtuig.
Ter vervanging werd getracht een nieuwe versie te ontwikkelen, de Ki-15-III. Toen het prototype klaar was heeft men de verdere ontwikkeling stopgezet, ten gunste van de nieuwere Mitsubishi Ki-46.

Mitsubishi C5M
Van de Mitsubishi Ki-15-II werd ook een marinevariant geproduceerd om dienst te doen als maritieme verkenner bij de aan land gestationeerde marine-eskaders. De eerste versie werd in 1938 geproduceerd als Marine Type 98 Verkenner Model 1 en was uitgrust met een Mitsubishi Zuisei motor met een vermogen van 780 pk. In 1940 verscheen een verbeterde versie als C5M2 (Marine type 98 Verkenner Model 2) met een Nakajima Sakae 12 motor met een vermogen van 940 pk. Ook deze versie is veelvuldig ingezet, echter door de marine voornamelijk als verkenner.