Dla lotnictwa francuskiego wyprodukowano łącznie 120 samolotów Dewoitine D.510C1. Ponadto wyprodukowano 47 samolotów przeznaczonych za granicę w różnych odmianach, w tym: 24 samoloty D.510C1 dla Chin, 2 samoloty D.510C1 dla Arabii Saudyjskiej, 2 samoloty D.510J dla Japonii, 14 samolotów D.510L dla Litwy, 1 samolot D.510A dla Wielkiej Brytanii, 1 samolot D.510R dla ZSRR i samoloty D-500V dla Wenezueli. Kilka samolotów przeznaczonych dla Arabii Saudyjskiej i Litwy sprzedano do Hiszpanii.
Użycie w lotnictwie Samoloty myśliwskie Dewoitine D.510C1 i jego wcześniejsze wersje od 1934 roku były na wyposażeniu lotnictwa francuskiego oraz innych krajów, do których zostały sprzedane. We wrześniu 1939 roku, w chwili wybuchu II wojny światowej były one jeszcze na wyposażeniu francuskich dywizjonów myśliwskich GC I/1, GC II/1 i GC I/8, a także w dwóch eskadrach obrony terytorialnej nr 561 i 562. Później były stopniowo wycofywane. W maju 1940 roku znajdowały się jeszcze w dwóch dywizjonach myśliwskich GC III/4 i GC III/5 stacjonujących w Tunezji, a także w eskadrach obrony terytorialnej i kluczach obrony miast i ośrodków przemysłowych we Francji. Podczas kampanii francuskiej w dniach 10 maja – 19 czerwca 1940 roku były to już samoloty przestarzałe i znacznie ustępowały osiągami samolotom niemieckim.