Перший прототип D.520 вперше злетів 2 жовтня 1938 року і працював від нового двигуна з рідинним охолодженням Hispano-Suiza 12Y-21 потужністю 890 кінських сил (660 кВт). Однак під час льотних випробувань нам вдалося досягти швидкості лише 480 км / год, що було набагато менше, ніж очікувалося 520 км / год. Оригінальний прототип та дві інші конструкції літака були оснащені в 1939 році новим розсувним кожухом та більшими хвостовими поверхнями. Ці прототипи були озброєні 20-мм гарматою, що стріляла через вал гвинта (ця особливість пізніше з'явилася у багатьох німецьких та радянських проектах) та двома 7,5-мм кулеметами в невеликих капсулах під крилами. Польові випробування пройшли відносно добре, тому в березні 1939 року компанія виграла контракт на 200 серійних машин, що працюють на новішому двигуні Hispano-Suiza 12Y-31.
