Projekt maszyny oparto podobnie jak w przypadku Ki-68 na samolocie G5N, który okazał się konstrukcją całkowicie nieudaną, niespełniającą stawianych jej wymagań i marynarka zrezygnowała z niego w 1942 r. Zaraz po tym podobny los spotkał Ki-68 i Ki-85, w których zastosowane silniki Nakajima Ha-103 okazały się za słabe jak na wymagania stawiane tak dużym samolotom.
W ramach poszukiwania sprawnego i efektywnego bombowca strategicznego armia lądowa oraz marynarka zainteresowały się jeszcze jednym projektem przygotowywanym przez zakłady Nakajima. Była nim konstrukcja oznaczona kryptonimem Projekt Z. Miał to być superciężki samolot bombowy zdolny do lotów międzykontynentalnych, a tym samym do zaatakowania kontynentu amerykańskiego i powrotu na terytorium kontrolowane przez Japonię. Bardzo wygórowane zamierzenia konstruktorów Nakajimy skierowały jednak wzrok sztabowców armii lądowej w kierunku zdecydowanie mniej ambitnej, ale przez to bardziej realnej konstrukcji.
Projekt Po rezygnacji z dalszych prac nad Ki-85 i odstąpieniu lotnictwa armii lądowej od współudziału w realizacji Projektu Z, wytwórnia Kawasaki postanowiła samodzielnie uporać się z problemem budowy dużego, czterosilnikowego bombowca strategicznego. Przystąpiono do realizacji projektu oznaczonego jako Ki-91.