Хотя опытный образец нес всего два пулемета, размещенных над мотором, Девуатин, согласно уточненному заданию 1931 г., предусмотрел два варианта вооружения: четыре пулемета калибра 7,5 мм (два в фюзеляже и два в выступах под крылом) или 20-мм пушка и два пулемета. В последнем случае монтировался двигатель 12Xcrs с полым валом редуктора, а пушка устанавливалась на мотор, как на лафет, в развале цилиндров, и стреляла через вал и втулку винта (т.н. "мотор-пушка").

В ноябре 1933 г. французское правительство приняло решение принять истребитель Девуатина на вооружение, причем строить параллельно два варианта – пулеметный как D.500 и пушечный как D.501. На серийных самолетах изменили конструкцию моторамы и переместили некоторые щели и воздухозаборники на капоте. Первый серийный D.500 взлетел с заводского аэродрома в Тулузе 29 ноября 1934 г. Но при облете истребителей почти сразу столкнулись с флаттером (тряской) элеронов. От него избавились, лишь введя весовую балансировку. Все уже выпущенные машины пришлось вернуть в цеха для доработки.

В строевые части D.500 и D.501 попали только в июле 1935 г. Тогда Франция являлась единственной страной в мире, имевшей на вооружении истребители с пушками. Выпуск новых самолетов быстро рос, их изготавливали уже три завода: кроме "Авьонс Девуатин" к производству подключили предприятия фирм "Лиор эт Оливье" и "Лyap". Истребители строили не только для ВВС, но и для береговых частей морской авиации.

Сначала на D.500 ставили только по два пулемета (без крыльевых), но затем окончательно перешли на запланированный стандарт из четырех стволов. Чуть позже на истребителях появились радиостанции. С самолета №112 крыльевые пулеметы "Дарн" заменили более скорострельными MAC 1934. Но последние имели магазинное, а не ленточное питание патронами. Громоздкие магазины-барабаны заняли место в крыле, а сами пулеметы опустили под него, прикрыв замки металлическими обтекателями. Впоследствии поменяли и пулеметы в фюзеляже. Все эти изменения в ходе ремонтов вносили и на более ранних машинах, но не всегда полностью и в разных сочетаниях.

На базе D.500 подготовили целый ряд проектов его модификаций. HD.502 стоял не на колесах, а на поплавках, и имел увеличенное по площади крыло. Он не ушел дальше чертежей. У D.511 с новым мотором Испано-Сюиза 12Ycrs, наоборот, крыло сделали меньше и ввели свободнонесущие стойки шасси вместо трехгранных пирамид. Его построили и даже выставили на авиасалоне в Париже, но ни разу не поднимали в воздух. Позднее его переделали в D.503 с лобовым радиатором. Эта машина проходила испытания, но сочли, что она уже запоздала и уступает по своим данным истребителям нового поколения, созданным по заданию 1934 г. Интересен был D.504 – самолет для испытания парашютов. Из специального отсека сбрасывался манекен, изображавший парашютиста. Еще шесть проектов были связаны с попытками заменить двигатель "Испано" на какой-нибудь другой.

Девуатин D.500

Девуатин 510А

Единственной модификацией, внедренной в серию, стал D.510. Основным отличием стал более мощный мотор Испано-Сюиза 12Ycrs (860 л.с.). Для него потребовался и больший по размерам радиатор. Двухлопастный винт заменили трехлопастным. В августе 1934 г. опытный D.510 приступил к заводским испытаниям, а с конца октября испытательный центр ВВС (СЕМА) начал официальное опробование машины.

D.510 первым во Франции преодолел рубеж 400 км/ч. Недостаточная путевая устойчивость вынудила доработать вертикальное оперение, которое по площади стало больше, чем у D.500.

В мае 1935 г. правительство выдало первый заказ на 25 D.510. Первый самолет этого заказа был готов в июле 36-го. Серийные истребители отличались от D.501 увеличенным фюзеляжным бензобаком, большей колеей шасси (стойки немного расставили в стороны) и иной формой обтекателей колес. Вооружение устанавливалось по типу D.510 – пушка и два пулемета. Первые пять серийных самолетов ушли без радиостанций, но уже на второй партии из 20 истребителей поставили станции ОТС. А с февраля 1937 г. стали монтировать приемо-передающие комплекты фирмы "Томсон", с большей дальностью связи. Внешне это проявилось в появлении второй, складной, антенны под фюзеляжем вдобавок к стоявшей сверху.

Серийное производство D.510 по заказам французских ВВС продолжалось до июня 1938 г. Всего заводы выпустили 360 истребителей семейства D.500/ 501/510, довольно много по меркам 30- х годов. "Девуатины" стали самыми массовыми истребителями французских ВВС в середине 30-х, составляя около 80% парка. На них летали шесть эскадр. Однако, уже с 1936-37 годов эти самолеты стали отставать от уровня стремительно развивавшейся истребительной авиации. В небе начинали воцаряться истребители так называемой "новой волны", с закрытыми кабинами, убирающимся шасси и совсем иной тактикой боя.

Самолеты семейства D.500, ненадолго выведшие французскую истребительную авиацию на лидирующие позиции, остались чисто "местным" явлением. Хотя многие страны заинтересовались этой машиной, немногие приняли ее на вооружение.

В июле 1935 г. три D.500V купило правительство Венесуэлы. В ноябре 36- го семь D.501L поставили в Литву. Самой крупной партией, отправленной за рубеж, явились 24 D.510C, заказанные в августе 1937 г. китайцами. С лета 38-го две эскадрильи китайских ВВС воевали на них с японцами. Два самолета, первоначально заказанных Турцией, продали якобы Саудовской Аравии. На самом деле они отправились в Испанию. На них сражались республиканские летчики.

Два D.510J летом 1935 г. купила Япония: один достался авиации императорской армии, другой – флоту. Один D.510A в сентябре следующего года отправили в Англию. Одновременно с ним единственный D.510R приняли на аэродроме Виллакублэ советские представители. Все эти машины предназначались для изучения, в основном интересовались французской мотор-пушкой, аналогов у которой тогда не было.

Во Франции с марта-апреля 1939 г. самолеты семейства D.500 начали уступать место новым истребителям MS.406 и Кэртис Н.75, но к сентябрю их еще оставалось довольно много. Так что они захватили самое начало "странной войны". Но их держали подальше от фронта и никаких подвигов "девуатины" совершить не успели. Последняя группа, GC II/1 в Этампе, перешла на новые самолеты Блок MB. 152 в ноябре 1939 г.

Но еще перед началом войны во Франции началось формирование эскадрилий и звеньев ПВО, прикрывавших в глубине страны города, важные заводы, порты и аэродромы. Вооружали их устаревшей техникой, в том числе D.500, D.501 и D.510 получили пять эскадрилий и одно отдельное звено (укомплектованное польскими летчиками). Из этих эскадрилий три базировались в самой Франции, одна в Марокко и одна в Алжире.