该机依旧由小山悌担任主设计师，原型机于1940年8月首飞，“钟馗”的首飞非常成功，机体的操纵性还算凑合。但笨重的机首仍给飞机的着陆带来了问题。同时作为一型高翼载飞机，仍飞出了一个很高的速度，爬升率为5分54秒爬升到16400英尺只能勉强达到航空本部的设计指标。为了解决这些存在的问题，中岛公司对原型机做了设计修改，在不影响整体设计的前提下，对其进行了细部减阻修改，同时为发动机加装了增压器并更换了整流罩。经过这样修改后的原型机在不带任何武装的情况下也只飞出了354mph的最高速度，依旧低于设计规定。由于设计小组已经对原型机的整体结构进行了修改，如果再对其实施大规模“手术”不仅不利于机身的整体结构，同时也拖延了对军方的交货时间。因此，设计人员决定针对原型机发动机做修改。中岛公司发动机设计部最大限度地发掘了发动机的潜能，重新设计了气冷系统布局并最大限度地提升发动机的工作效率。再次修改的原型机又一次飞上了天空，终于在这一次飞出了389mph的速度达到了设计规定速度。但值得注意的是389mph仅是不带任何武器下飞出的成绩，经过设计者的详细计算认为，在满载武装的情况下，“钟馗”原型机的最大速度仅为360mphh。虽然还是没有达到设计要求，但陆航本部依旧决定将其投入现役使用。“钟馗”的原型机一共制造了10架，陆续用于飞行测试以及修改验证。军方接收后命名为中岛2式重型战斗机，当投入批量生产时日本已与美国开战，该机便采用了由中国流传到日本的民间传说中捉鬼神的神将“钟馗”为副名。