В 1932 г. в Маньчжурии была сформирована рота в составе двух взводов легких "Оцу", взвода средних 89В "Оцу" и взвода бронеавтомобилей. Тогда же на основе танковой роты 12-й пехотной дивизии, учебной роты пехотной школы и подразделений, дислоцированных в Маньчжурии, началось формирование трех групп средних танков, В 1933 г. в Маньчжурии была развернута смешанная механизированная бригада в составе танкового и мотопехотного полков, рот малых танков и инженерной, взвода химических (огнеметных) машин.
Бригада стала основным опытным соединением японских танковых сил. В феврале 1935 г. сводный отряд бригады – 10 танков 898 "Оцу", один легкий танк "Ха-го", три малых танка 2594, две роты мотопехоты, артиллерийская батарея и инженерный взвод – принял участие в маневрах в районе Большого Хингана. В тот же период танки 2589 стали включаться и в состав морских десантных отрядов (морская пехота).
В 1935 г. танки смешанной механизированной бригады действовали в районе Шанхая, в 1937 г вместе с 3-м танковым полком – в Северном Китае.
В боях у р.Халхин-Гол в 1939 г. участвовали группа средних танков 2589 (две роты по 10 машин) из состава 3-го танкового полка и группа легких танков "Ха-го", три роты по 10 машин) из 4-го полка. 2 июля 1939 г. в 22.00 средние и легкие танки двинулись в атаку на позиции советских войск на восточном берегу реки. Средние 2589 вместе с пехотой потеснили к реке стрелково-пулеметный батальон 9-й советской мотоброневой бригады и подразделения 149-го мотострелкового полка, дошли до артиллерийских позиций.
Здесь они были встречены огнем артиллерии, танков БТ-5 одной из рот 2-го батальона 11-й танковой бригады и бронеавтомобилей БА-10 разведбата 9-й мотоброневой бригады. Советские танки и бронеавтомобили вели огонь с заранее подготовленных позиций с дистанции 300 – 400 м. Этот бой показал превосходство советских танков и бронемашин, вооруженных 45-мм пушками, в огневой мощи и защищенности. Впоследствии советские танки старались открывать огонь по японцам с максимальной дистанции. В результате японцы стали использовать свои танки в эпизодических ночных атаках, а также в качестве неподвижных окопанных огневых точек а обороне.
По опыту боев у р. Халхин-Гол и последовавших затем учений взамен смешанной бригады были сформированы две танковые бригады (по 98 средних танков 89В "Оцу" и 28 легких танков 2595), включенные в 3-ю и 5-ю армии. В 1942 г., оценив опыт использования германских танков в Европе и Африке, японское командование перешло к созданию более крупных соединений. В Маньчжурии были сформированы две танковые группы (дивизии) двухбригадного состава. Бригада включала два танковых полка, каждый полк в свою очередь имел четыре роты средних танков: три по 15 Тип 2589 и одну из 10 "Чи-ха" или "Шинхото Чи-ха", а также легкие танки. Главной задачей танков типа 89 считалось сопровождение пехоты, а "Шинхото Чи-ха" (с 47-мм пушкой и бронебойными снарядами в боекомплекте) – борьба с танками.
Несмотря на явную устарелость, танки 89 воевали и на Филиппинах. Перед вторжением на эти острова в начале 1942 г. 14-я армия получила подразделения 7-го танкового полка, оснащенные средними 89В "Оцу", Тип 94 и легкими "Ха-го". К началу наступления американцев на Филиппины в октябре 1944 г. на о. Лейте находилась 7-я отдельная танковая рота в составе девяти Тип 94 и нескольких "Ха-го". Все эти танки были потеряны в первых же столкновениях с американскими войсками.
В боях с советскими войсками в августе 1945 г. имевшиеся в Маньчжурии танки 2589 практически не участвовали.
На базе танка 2589 были разработаны опытные образцы САУ и инженерной машины. Общая компоновка, форма корпуса, башни и бронеэкранов этого танка легли в основу тяжелого трехбашенного танка Тип 91.