太平洋戦争中盤、米軍が大出力エンジンを搭載し、強力な武装を備えた新型機を次々と投入、速力と火力で劣る零戦21型では太刀打ちできなくなりました。
日本には零戦の機体に積める小型で大出力のエンジンを開発する技術力はなく、前線からの要求に応えて速力と防弾性能の向上を図ったのが五二型。
また、主翼内の燃料タンクに自動消火装置を装備するなどエンジン以外の改良も行われました。