Серийное производство самолёта на заводе в Италии продолжалось с мая 1940 по декабрь 1941 года. Лицензионное производство в Венгрии на заводах MÁVAG завершилось в августе 1944 года. Всего выпущено 382 самолёта.
На вооружение ВВС Италии самолёт поступил в августе 1941 года, ВВС Венгрии — в июне 1940 года. Итальянские истребители начали участвовать в боевых действиях с сентября 1941 года, венгерские с начала войны служили в ПВО, а с осени 1941 использовались на Восточном фронте. В Швеции J-20 использовались для перехвата нарушивших границы нейтральной страны самолётов. Сняты с вооружения ВВС Италии в середине 1942, в Венгрии — отдельные самолёты использовались до 1945 года, в Швеции — до 1955.

