С приобретением в 1935 году Nakajima прав на лицензионное производство Douglas DC-2 началась работа над созданием меньшего по размеру двухмоторного самолета для местных авиалиний. За разработку самолета, получившего на Nakajima обозначение «воздушный транспорт № 1» – АТ-1, отвечал инженер Акегава, который широко использовал удачные решения Douglas DC-2, Northrop 5А и Clark GA-43. За время рабочего проектирования самолет довольно сильно изменился, и к моменту окончания проект получил обозначение АТ-2, где литера «А» уже означала имя создателя – Акегава. Первый полет состоялся 12.09.1936 на аэродроме Одзима.
Конструкция самолета была цельнометаллической, с тканевой обшивкой по рулевым поверхностям. Самолет был оснащен двумя двигателями Nakajima «Kotobuki 2-1» воздушного охлаждения мощностью 580 л.с. Винты были двухлопастные, изменяемого шага. Экипаж состоял из трех человек, количество пассажиров достигало восьми. За время заводских испытаний самолет был облетан пилотами фирмы, пилотами авиакомпаний «Японский воздушный транспорт», «Маньчжурские авиалинии», общества японской гражданской авиации, а также двумя военными пилотами. Самолет АТ-2 показал хорошую управляемость и высокие летные характеристики. Были, правда, проблемы с охлаждением двигателя, оборудованием и системой уборки шасси. Эти проблемы были решены во время разворачивания серийного производства. В серии самолет получил двигатели «Kotobuki-41» мощностью 710 л.с.
Для «Авиалиний Великой Японии» и «Маньчжурских авиалиний» с 1937 года по 1940 год были выпущены 32 самолета, которые использовались до самого конца войны. В 1937 году самолет был принят на вооружение армии в качестве связного и десантного транспортного самолета и получил обозначение «I» или Ki.34. Военный вариант, как и последние серийные АТ-2, получил двигатели Nakajima Ha-Ib мощностью 710 л.с. под капотами по типу NACA. До 1940 года армия получила девятнадцать Ki.34 производства Nakajima. Еще больше самолетов этого типа выпустила «Tachikawa Hikoki К.К.», которая поставила 299 машин. Hесколько Ki.34 получил и флот, где он назывался «транспортный самолет морской тип АТ-2» или коротко L1N1.