Po agresji Niemiec na Polskę, 16 września 1939 roku rząd litewski podjęły decyzję o częściowej mobilizacji sił zbrojnych. W jej rezultacie kilka ANBO-51 zostało skierowanych do jednostek bojowych: dwa trafiły do 6. eskadry rozpoznawczej I Grupy Lotniczej, a jeden przydzielono do 8. eskadry rozpoznawczej w tej samej Grupie. Pojedyncze maszyny przyporządkowano też sztabowi III Grupy Lotniczej (bombowej) i 5. eskadrze myśliwskiej z II Grupy Lotniczej. 26 września 1939 roku rozpoczęto demobilizację sił zbrojnych, by uniknąć pretekstu do agresji ze strony III Rzeszy i ZSRR. W chwili wkroczenia wojsk radzieckich na Litwę (15 czerwca 1940 roku) w użyciu były wszystkie wyprodukowane egzemplarze ANBO-51, z których siedem znajdowało się w szkolnictwie, a po jednej sztuce było przydzielone do 3., 7. i 8. eskadry. Po proklamowaniu Litewskiej Socjalistycznej Republiki Radzieckiej litewskie lotnictwo zostało przeformowane w Ludową Eskadrę, a skład której weszły m.in. trzy samoloty ANBO-51 (pozostałe zmagazynowano bądź skasowano).