1939年，日本海军在总结了九六式陆攻在中国战场的表现后，认为九六式陆攻性能已经落后，而其后继机一式陆攻虽然亦于当年试飞成功，作为为攻击敌军舰艇而设计的一式陆攻，虽然有较为优秀的低空飞行性能，但是其缺乏俯冲轰炸的性能。而当时的日本海军正在密切注意欧洲战场的战况，德国容克JU88双发轰炸机在战争初期的优秀表现深深吸引了日本海军的军官们。海军军官们认为，这种设计时考虑了兼有俯冲轰炸和鱼雷/水平轰炸性能的高速轰炸机可以满足未来日本海军在太平洋战场作战的需求，以各岛屿航空基地为依托，凭借长距离航程攻击敌军舰艇或地面目标，同时又可以凭借自身的高速性能甩开追击的敌军战斗机，安全返航。
第321航空队的一式陆攻13型
JU88式轰炸机
日本海军派出的代表考察团于1940年前往德国，并带回了JU88的技术资料。海军航空技术厂充分利用了这批资料，同时，空技厂同期开发的Y-10高速试验机、Y-20长航程试验机和Y-30高度试验机，也为新型高速双发轰炸机的开发做了技术储备和验证准备。当年，新型轰炸机项目正式立项，项目名称为十五试陆上爆击机。空技厂以曾经负责设计彗星式舰爆、拥有丰富的俯冲轰炸机设计经验的山名正夫技师和三木忠直总技师负责领导十五试陆爆的研制工作。
海军对十五试陆爆的设计要求如下：
1、要具有和一式陆攻同等的航程（约为5556km）
2、尽可能具有和零战同样的速度（约为511.2 km/h）
3、同时具备鱼雷攻击和水平/俯冲轰炸（俯冲轰炸最低速度为648.2 km/h）
（注：“银河”的鱼雷攻击性能是开发途中加上去的）
4、离陆起飞滑跑距离在600米以内
在设计过程中，为了达到理想的高速飞行性能，空技厂的设计师们将机体的小型化和轻量化作为设计重点，一式陆攻的乘员为7名，而十五式陆爆仅有3名乘员：飞行员、侦察员、机电员，机体体积仅为一式陆攻的60%左右，同时尽量减小了机头的投影面积，以减少风阻。
为了使飞机拥有良好的俯冲轰炸性能，空技厂的设计师们重点借鉴了彗星式舰爆的设计，主翼有两段式空气刹车襟翼，增加了俯冲时的稳定性。主翼内设置了7个燃料箱，其中5个防弹和两个整合式燃料箱，同时也可在主翼底部加装600升外挂燃料箱，以应付远距离飞行。
燃料箱布局示意图
为了飞机外形保持流线型，减少风阻，空技厂的设计师们采用了内置炸弹舱的设计：机身的底部设置液压系统内置炸弹舱(全长5米)，但后来海军又临时想让其拥有鱼雷攻击性能，而九一式鱼雷全长5.27米，所以安装鱼雷时必要开着前舱门和拆除后部舱门，加装鱼雷其实是得不偿失的设计。
搭载九一式航空鱼雷示意图，须拆除后部舱门和腹部副油箱
在发动机方面，十五试陆爆最初采用的是中岛公司的NK9B誉11型引擎(1800马力)，但是誉系列引擎在海军中是出了名的不可靠，在十五试陆爆试飞和地面试车期间便产生了多达20次的故障，可靠性十分低下。后来，中岛公司将改进型的NK9C誉12型引擎（1825马力）交付空技厂，才勉强解决了可靠性问题，誉12型也成为了银河式陆爆量产型的主要发动机。
第302航空队的地勤正在整备发动机
防御方面，银河式陆爆在驾驶舱的挡风玻璃设置防弹玻璃，驾驶舱内座位设有8毫米防弹装甲。同时也安装了自动灭火装置和自封式油箱，极大提高了飞机的生存性能。自卫火力为在驾驶舱的后部和机首挡风玻璃安装九九式20毫米机炮各一门。
银河式陆爆拥有1000公斤的载弹量，通常的搭载方案是4枚250公斤炸弹或者1枚800公斤炸弹，在后期的特攻作战中，银河式陆爆均只携带一枚800公斤炸弹。
搭载80番爆弹示意图
在推进银河式陆爆开发的同时，出于夜间防空作战的需求，基于其机体开发的夜间战斗机计划也被提出，1943年5月，川西公司开始设计P1Y1试制极光夜战，由于誉12型产能有限，其只能换装动力稍差一些的火星25型引擎(1680马力)，后部自卫机炮拆除，改为加装像月光那样的20毫米倾斜机炮。
44年5月，试制极光的1号机
试制极光安装了较为先进的玉-3型机载雷达。这种1943年开始开发的新型机载雷达，相比于同期广泛装备的H-6型机载雷达，探测距离更远，精度更高，同时还是日本海军在二战中唯一一种采用PPI显示器的雷达。之所以为这种雷达起名为玉，主要是表达玉碎之意，表明日本人将极光夜战作为了他们寄托翻盘希望的决战兵器。
玉-3雷达安装示意图
玉-3雷达的PPI显示器画面
第302航空队装备的银河改装夜战
1942年6月，十五试陆爆成功试飞，其最快飞行速度为566.7km/h、俯冲速度703.8km/h，成绩相当优秀，海军对此相当满意，1943年8月开始正式生产，十五试陆爆的名字也被正式更改为银河。
1943年10月，银河式陆爆开始正式批量装备前线部队，首个接收银河11型的是第521航空队。第521航空队是1943年7月日本海军重新编制组成的第一航空舰队下属的基地航空队的新单位，为了弥补航母数量的不足，日本海军在战争后期将自己掌握的南太平洋各岛屿上驻扎的基地航空队作为重要兵力使用，企图利用岛屿机场作为不沉航母，抵抗美军的反击。
而曾经作为正规空母苍龙号的舰爆机队长、被称为舰爆之神的海军精英飞行员江草隆繁，此时也被调入521空，作为装备银河式陆爆的鹏部队的队长参加了马里亚纳海战。银河式陆爆对于新手飞行员来说是十分难以操控的机型，江草本人也曾经对其操控性能表示了不满。但在熟悉了银河式陆爆的飞行性能后，跃跃欲试的第521航空队，开始准备和美军的决战。
江草隆繁，海兵第58期，44年6月15日战死，特晋大佐军衔
1944年4月至5月，第521航空队开始进驻关岛，但此时的飞行训练还没有全部完成，而美军却越来越近：1944年6月，美军机动部队开始对贝里琉岛进行空袭；同月11日，美军又空袭了天宁岛和塞班岛，美军于13日集结了133艘舰艇对塞班岛开始进行炮击，15日，美军登陆塞班岛。
形势对日军越来越不利，为了应对美军攻势，1944年6月15日，日本海军正式发起あ号作战，与美国海军机动部队进行决战，史称马里亚纳海战。在这场美国人眼中猎火鸡的盛宴中，第521航空队作为攻击部队之一，于当日从雅浦岛起飞，前往塞班岛西部海域。然而，当江草隆繁率领的8架银河式陆爆抵达目标海域时，迎接他们的，是无数美军舰载机和美军猛烈的舰艇防空炮火。
44年12月15日，一架银河陆爆差点撞上奥曼尼湾号护航航母
面对美军严密的防空网，江草隆繁和他的下属们依然一头冲向了美军舰队，然而，装备了VT引信的127毫米炮弹最终击中了江草的座机，这位著名的舰爆精英飞行员，和8架银河式陆爆一起，就此殒命在马里亚纳的上空。
1944年10月14日，台湾冲航空战期间，第762航空队所属的4架银河式陆爆出击，在夜间用鱼雷攻击并击中了美军轻巡洋舰休斯顿号，休斯顿号遭受重创，被迫回港接受修理。而出击的这4架银河式陆爆被美军全数击落，无一生还。同时第762航空队的一架一式陆攻也成功击伤了美军重巡洋舰堪培拉号，而这也成为了整个台湾冲航空战少数的几个战果之一，与之相对的是，日军在战役中损失了大量的基地航空队兵力，海航的精锐已经所剩无几。
1945年3月，在日本九州四国南部海域进行的九州冲航空战期间，第762航空队第406分队的一架银河式陆爆突破美军防空网，使用2枚250公斤炸弹成功击中美军富兰克林号，富兰克林号舰尾遭到重创爆炸起火，800多名美军水兵阵亡，最终该舰不得不脱离前线，返回后方修理。
被重创的富兰克林号
1945年3月19日至20日，日本海军对美军机动部队的重要后勤补给基地加罗林群岛上的乌利西环礁进行了夜间奇袭攻击，日方称为第二次丹作战(第一次为1944年11月零战对塞班岛的机场进行的昼间奇袭攻击，以失败告终)，第762航空队的24架银河式陆爆编成梓特别攻击队，从九州的鹿屋基地出发，经过2930公里的长距离飞行，在20日晚突入乌利西环礁泊地，但美军早已通过舰上雷达和环礁固定雷达站在100公里外发现特攻机群，随即起飞战斗机拦截，最终只有2架银河式陆爆通过超低空飞行突入泊地，一架把环礁内一座小岛上的足球场当成了美军航母甲板，撞岛爆炸，而另一架则成功撞击了美军伦道夫号航母，造成舰尾起火爆炸。
从鹿屋基地起飞的银河陆爆
被重创的伦道夫号航母
1945年5月，为了阻止美军进一步对日本本土进行空袭，日军决定实施剑作战。使用一式陆攻搭载海军陆战队在塞班岛进行强行着陆，陆战队员使用特制炸药炸毁机场上停放的B-29轰炸机。作为对剑作战的掩护，海军同期决定实施烈作战，使用加装向下倾斜的20门20毫米机炮的银河式陆爆对美军机场和其他地面目标进行扫射。银河式陆爆的攻击目标除了塞班岛以外，还有硫磺岛上的美军机场。美军在8月对广岛、长崎投放原子弹后，日军通过对美军的通讯分析，认为美军在天宁岛可能有原子弹储藏设施，又将天宁岛列入攻击目标，但计划尚未实施，日本就已经无条件投降，烈作战自然也被取消，随风而逝。
改装的银河陆爆，弹仓内安装了20门20mm机炮
