Самолет Caproni Ca.133 представлял собой улучшенную модификацию модели Ca.101. Он имел сварную стальную трубчатую силовую конструкцию, металло-полотняную обшивку, обтекаемые мотогондолы с капотами NACA, обтекатели колес основных стоек шасси, закрылки и модифицированное хвостовое оперение. Существовали гражданский и военный варианты самолета. Последний мог принять на борт 18 полностью экипированных десантников и был вооружен четырьмя пулеметами калибра 7.7мм, из которых один стрелял из люка по левому борту, другие располагались в надфюзеляжной вращающейся турели и под фюзеляжем.

Всего было выпущено 419 самолетов. Большинство из них были построены в варианте бомбардировщика Ca.133T, но использовались также и в качестве военно-транспортных самолетов. Два десятка самолетов были переоборудованы в санитарный вариант Ca.133T для перевозки раненных. В процессе эксплуатации выяснилось, что из-за устаревшей конструкции Са.133 пригоден только для использования в Африке, где находились итальянские колонии.

Небольшая партия Са.133 была поставлена Австрии и в 1938 году все эти бомбардировщики перешли в руки немцев. Начав в августе 1940 года наступательные действия против англичан, итальянские ВВС располагали несколькими десятками Са.133, рассредоточенными по разным аэродромам. Слабое противодействие ПВО и практически полное отсутствие истребителей позволило действовать этим тихоходным бомбардировщикам почти безнаказанно, однако с увеличением числа английских истребителей Gladiator и Hurricane потери среди Са.133 серьёзно возросли. Часть самолетов была уничтожена на аэродромах. И все же Са.133 летали до последнего самолёта, пока в марте 1941 года их не истребили совсем.

В ноябре 1935 года был облетан вариант Ca.142 с убирающимся шасси. Испытания самолета показали, что запланированных улучшений летных характеристик добиться не удалось. Единственный экземпляр самолета в сентябре 1937 года был передан военным.

В 1938 году фирмой Caproni была предпринята попытка усовершенствовать самолёт Са.133 путем облагораживания аэродинамики и общего улучшения конструкции. Новая модификация получила обозначение Са.148 и стала завершающей на пути развития схемы Са.101. Внешне отличия от первоначального варианта сводились к смещению кабины пилота почти на метр вперед, переносу главной двери кабины и усилению шасси. Двигатели оставались те же, что и у Са.133. Подобная модернизация ни слишком сильно сказалась на улучшении лётных характеристик и, по сути, Са.148 остался на прежнем уровне, разве что очертания самолёта стали более благородными. Тем не менее было выпущено 106 экземпляров Са.148 для нужд колониальных ВВС.

Самолёты использовались исключительно как военно-транспортные, так как установка вооружения на них не предусматривалась. После окончания боевых действий в Африке немногие Са.148 перелетели в Европу и до конца войны летали в составе ВВС как Италии, так и Германии. Единичные экземпляры пережили войну и эксплуатировались в гражданских авиакомпаниях до конца сороковых годов.