Próby wykazały niskie osiągi maszyny (długi rozbieg, niewielką prędkość wznoszenia, niski pułap, słaby zasięg oraz niewielką prędkość przelotową) ze względu na przekroczoną o prawie 40% masę, co wynikało po części z wygórowanych wymagań PLL LOT.
Mimo złych wyników testów w 1931 roku samolot został przekazany PLL LOT do próbnej eksploatacji, jednak po wykonaniu zaledwie jednego lotu linie zwróciły samolot do wytwórni, która w tym czasie pracowała już nad następną konstrukcją samolotu pasażerskiego – PWS-24. Jedyny zbudowany egzemplarz PWS-21 bis został rozbity 21 września 1931 roku na lotnisku fabrycznym w wyniku omyłkowego skrzyżowania linek sterowych.
Opis konstrukcji i dane techniczne thumb|left|PWS-21 bis od przodu. PWS-21 był jednosilnikowym, sześciomiejscowym (czterech pasażerów i dwie osoby załogi) górnopłatem pasażerskim o konstrukcji mieszanej. Kadłub tworzyła kratownica z rur i kątowników stalowych (nitowanych w części przedniej i spawanych w części tylnej), wykrzyżowana cięgnami stalowymi, kryta płótnem na listwach drewnianych. Przód kadłuba do ściany ogniowej był pokryty blachą aluminiową. Kabina załogi dwumiejscowa, zakryta, umieszczona przed płatem i powyżej kabiny pasażerskiej, z drzwiami z obu stron kadłuba;