В итоге было принято решение о начале серийного производства самолётов обеих фирм с ноября 1937 года. Торпедоносец фирмы «Накадзима» был принят на вооружение под обозначением «Морской Тип 97 палубный бомбардировщик-торпедоносец Модель 1» (Navy Type 97 Carrier Attack Bomber Model 1) или B5N1 Модель 1. Впоследствии обозначение заменили на B5N1 Модель 11. Самолёт фирмы «Мицубиси» получил короткое обозначение В5М1 Модель 2 (полное – «Морской Тип 97 палубный бомбардировщик-торпедоносец Модель 2»). Позднее, по сложившейся традиции, новым торпедоносцам американцами были присвоены кодовые обозначения: для Накадзима B5N1 – «Кейт» (Kate), для Мицубиси B5M1 – «Мейбл» (Mabel).

Технический персонал аэродрома Судзуки (о. Хонсю) вручную складывает консоли крыла торпедоносца Мицубиси B5M1 (Тип 97 Модель 2), 1938 год

Построенные серийные торпедоносцы Накадзима B5N1 в первую очередь направлялись в строевые авианосные эскадрильи, а Мицубиси B5M1 поступали в учебно-боевые части берегового базирования в метрополии (о. Хонсю).

Осенью 1938 года бомбардировщики-торпедоносцы Накадзима B5N1 для проверки боевых возможностей и эксплуатационных качеств были направлены в Китай. 30 сентября они совершили свой первый боевой вылет для нанесения бомбового удара по позициям китайских войск близ дельты Жемчужной реки (кит. Чжуцзян) в провинции Гуандун. 21 октября 1938 года торпедоносцы B5N1 «Кейт», базирующиеся на береговых аэродромах, участвовали в бомбардировке города Гуанчжоу.

Накадзима B5N1 «Кейт» во время боевых действий на территории Китая, 1940 год

В ходе боевых действий в Китае «Кейт» заработал положительную оценку, успешно выступая в роли тактического бомбардировщика при оказании поддержки наземным войскам. Проявились и недостатки конструкции – отсутствие какой-либо защиты кабины экипажа и топливных баков, а также отсутствие наступательного стрелкового вооружения.

На основе опыта полученного в Китае в 1939 году инженерами фирмы «Накадзима» была разработана улучшенная модификация «Кейта» – B5N2 Модель 12. В декабре 1939 года прототип B5N2 совершил свой первый полёт. На самолёт установили 14-цилиндровый звездообразный двигатель воздушного охлаждения Накадзима NK1B «Сакае» 11 (Nakajima NK1B Sakae 11) с взлётной мощностью 1000 лошадиных сил и 970 лошадиных сил на высоте 3000 метров. Новый двигатель был меньше по габаритам, поэтому пришлось полностью переделать капот. В результате переделки заметно улучшился обзор у пилота вперёд, снизилось лобовое сопротивление.

Палубный бомбардировщик-торпедоносец Накадзима B5N2 Модель 12 во время испытательного полёта, Мэриленд (США), 1943 год

Установка более мощного двигателя из-за возросшей массы самолёта не привела к существенному улучшению скоростных показателей. На высоте 3000 метров максимальная скорость B5N2 составляла 378 км в час (на 9 км в час больше чем у B5N1), а крейсерская – 259. Основным достоинством нового двигателя была лучшая надёжность.

Исходя из опыта боевого применения B5N1 в Китае Управление морской авиации сделало окончательный выбор в пользу более перспективного торпедоносца B5N1 «Кейт» фирмы «Накадзима».

Палубный бомбардировщик-торпедоносец Мицубиси B5M1 «Мейбл», авиабаза Сурабайя (о. Ява), февраль 1942 года

Производство бомбардировщиков-торпедоносцев Мицубиси B5M1 было остановлено в начале 1940 года после выпуска 125 самолётов, несмотря на то, что с начала 1939 года фирма «Мицубиси» производила уже улучшенную модификацию B5M1 (Модель 61) оснащённую двигателями Мицубиси «Кинсей» 43 (Mitsubishi Kinsei 43) мощностью 1000 лошадиных сил. С новым двигателем самолёт развивал максимальную скорость полёта 381 км в час на высоте 2200 метров, превосходя по этому показателю торпедоносцы Накадзима B5N2 «Кейт».