Сконструированный в 1934 г. Джиро Хорикоси, впоследствии создавший знаменитый «Зеро-Сен», одноместный А5М был первым истребителем-монопланом, удовлетворявшим требования ВМФ. Это был цельнометаллический самолет с клепаной обшивкой корпуса и – впервые в японском самолетостроении – с полноразмерными закрылками. В первом полете 4 февраля 1934 г. машина показала отличный баланс скоростей, а через несколько дней превысила на 98 км предписанную спецификацией скорость. 550-сильный двигатель «Накадзима Котобуки 5» был радиальным, крылья были сдвинуты вперед и «перевернуты» для расширения нижнего сектора видимости из кабины пилота. Из-за проблем, связанных с крыльями и оригинальным двигателем, второй прототип был снабжен 560-сильным двигателем «Котобуки 3» и обычными сужающимися крыльями вместо прежних эллипсовидно закругленных. Было испытано несколько вариантов двигателя; остановились на 585-сильном «Котобуки», который и поставили на первую серийную модель. Производство «Мицубиси» – теперь уже скорее палубного, чем наземного истребителя – началось в 1936 г., было выпущено 36 таких самолетов. Позднее А5М1 был вытеснен А5М2а модели 21 с закругленными концами крыльев, увеличенным стабилизатором и 610-сильным двигателем «Котобуки». Самолеты «Мицубиси» составили часть 2-й объединенной авиафлотилии, которая высадилась в сентябре 1937 г. в Шанхае и через месяц приняла участие в боевых операциях. Взлетая как с авианосцев, так и с наземных баз, «Мицубиси» продемонстрировали существенное превосходство над советскими И-16. Модель 22 – истребитель-бомбардировщик – из-за закрытого кокпита оказалась не столь популярной у пилотов. Модель 23 была экспериментальной версией, снабженной двигателем «Испано-Суиза» («мотор-пушка»). Последние модели – 24 и 34, поступившие в производство в 1938 г., – стали основными самолетами японских ВВС во время нападения на Пёрл-Харбор. Как истребители передовой линии они использовались только в течение первых шести месяцев войны на Тихом океане. Затем они были выведены из боевого состава и превращены в тренировочные самолеты для подготовки пилотов «Зеро-Сен». На Тихом океане А5М были известны под кодовым наименованием «Клод». На заводах «Мицубиси» было построено 782 самолета, на «Куюси Эйркрафт» – около 200.