På animerade bilder ses de strömlinjeformade nya planen flyga över London, Rom och Japans högsta berg, Fuji.
Planet beräknas stå klart år 2035 och projektet kan i framtiden komma att omfatta fler allierade, däribland USA och länder i Europa.
I ett gemensamt uttalande uppger de tre samarbetspartnerna att det "ambitiösa projektet kommer att öka vår avancerade militära kapacitet och tekniska övertag" i en tid då hot och aggressioner ökar världen över.
Kostnaden för projektet är ännu okänd. Japan, Storbritannien och Italien lägger redan miljarder på utvecklingen av högteknologiska stridsflygplan.
Frankrike, Tyskland och Spanien utvecklar parallellt ett eget stridsflygplan, liksom USA.