Основной ареной боев для Японии в 1930 — 1940-е гг. был Китай. Вторжение в эту страну в 1937 г. из «колониальной экспедиции» быстро переросло в полномасштабную затяжную войну. Для действий в «районе Южных морей» было выделено 11 дивизий, три пехотных бригады и девять танковых полков, объединенных в четыре армии общей численностью личного состава 230 тыс. человек. Экспедиционная армия в Китае в это же время включала 21 пехотную дивизию, 20 пехотных бригад, объединенных в пять армий общей численностью около 600 тыс. человек. Но в 1937 —1940 гг. в боевых операциях были задействованы в основном старые танки — средние Тип 89 и малые Тип 94ТК. Более новые модели Квантунская армия предпочитала держать в готовности к войне с СССР.
В 1942 — 1943 гг. японцы использовали танки эпизодически в противопартизанских операциях, в частных наступлениях против 8-й Народно-освободительной армии в Пограничном районе и гоминьдановских войск в районе Ичана. В ходе осеннего наступления 1943 г. в Китае части 3-й танковой дивизии, имевшей на вооружении и легкие машины Тип 95, применяли для захвата аэродромов, с которых в это время начались налеты бомбардировщиков В-29 на промышленные объекты Маньчжурии и о.Кюсю. В 1944 г. 6-ю танковую бригаду вывели из состава дивизии и направили к монгольской границе, так что из собственно танковых частей 3-я дивизия сохранила лишь 12-й полк. В таком виде ее придали 12-й армии. После включения в ее состав еще двух мотопехотных полков дивизия превратилась скорее в механизированную или усиленную моторизованную, нежели в танковую. Но именно после этой реорганизации танкам начали ставить конкретные задачи.
В апреле 1944 г. началась «Операция №1» против гоминьдановских войск в Центральном и Южном Китае. Она разделялась на две составляющие: операции «Ко» (Пекин-Ханькоуская) и «То» (Хунань-Гуйлинская).
Наступление велось на Лоян, Синьань и вдоль железной дороги Ханькоу — Чанша — Хэнъян — Кантон — с целью захватить магистраль, тянущуюся к корейскому побережью, и в направлении на Ханой с целью разгрома китайских войск и соединения Северного, Центрального и Южного фронтов японских экспедиционных сил. 3-я танковая дивизия генерала-лейтенанта Ямаджи, следуя во втором эшелоне за пехотными дивизиями, вместе с 4-й кавалерийской бригадой приняла участие в ряде боев. При этом танки, мотопехота и кавалерия вели маневренные действия, совершали охваты, дальние (до 60 км в сутки) обходные марши.
Начав наступление в конце апреля, японцы уже в первые дни глубоко вклинились в расположение китайских войск.
26 апреля 3-я танковая дивизия переправилась через р.Хуанхэ и нанесла поражение китайским войскам, способствовав захвату 5 мая Линьчжоу. Затем дивизия повернула в направлении Лояна 13 мая и приступила к его штурму, а уже 25 мая город был взят.
27 мая японцы начали операцию «То», вскоре овладели железной дорогой Пекин — Ханькоу, а 8 августа взяли Хэнъян. При этом подвижные отряды на танках, бронемашинах и автомашинах обошли город и захватили Линлин и Юнсинь. Успех японских танков вновь во многом объяснялся слабостью ПТО противника. При штурме населенных пунктов танки использовались для обстрела ворот или проломов в стенах, окружавших большинство китайских городов, с расстояния действенности пулеметного огня. После входа пехоты в город часть танков действовала впереди нее, а другие направлялись в обход города с целью отрезать противнику пути отступления.
3-я танковая дивизия и 4-я кавалерийская бригада приняли участие в операции по захвату американской авиационной базы в Лаохэкоу весной 1945 г. (она началась 22 марта и завершилась 8 апреля). В захвате аэродромов 3-я танковая дивизия решала скорее вспомогательные задачи, но танкисты сыграли немалую роль в закреплении успеха и отражении китайских контратак, например, в апреле в Сычуани. После этого 3-ю дивизию с остальными силами оттянули к Пекину. Интересно, что после капитуляции Японии дивизия не была полностью разоружена — американцы и гоминьдановцы использовали ее для защиты китайской столицы от захвата Народно-освободительной армией, пока в ноябре 1945 г. 3-ю танковую не сменила 109-я гоминьдановская дивизия. Весьма характерный факт для тогдашней обстановки в Китае — разоружение японских войск здесь закончилось лишь в феврале 1946 г.