Са.135 - средний бомбардировщик, двухмоторный моноплан смешанной конструкции с двухкилевым оперением и убирающимся шасси с хвостовым колесом. Экипаж 4 человека. Оснащенный двумя звездообразными двигателями Isotta-Fraschini Esso мощностью 800л.с., Ca.135 совершил первый полет 1 апреля 1935 года. Самолет имел смешанную конструкцию с работающей обшивкой передней части фюзеляжа и задней секцией из сварных труб с деревянным и полотняным покрытием. Серийный вариант Са.135 имел трехлопастные винты, заменившие двухлопастные винты опытного самолета.

Несколько самолетов, обозначенные как Са.135 Typo Spania, были заказаны Министерством авиации Испании в 1936 году. На них стояли двигатели Esso XI RC.40 и турельные установки Breda - одна в носовой части фюзеляжа и две убирающиеся установки сверху и снизу фюзеляжа. Из-за увеличения взлетного веса максимальная скорость упала с 400км/ч до 365км/ч, несмотря на возросшую мощность двигателей.

Для восстановления летных характеристик в 1938 году на самолеты Typo Spania стали ставить звездообразные двигатели Fiat А.80 RC или Piaggio P.XI RC.40, мощностью по 1000л.с. Вариант Ca.135 P.XI с двигателями Piaggio оказался более удачным, он получил новые капоты двигателей, носовую секцию и надфюзеляжную турель Caproni Lancianni. Сто таких самолетов были заказаны ВВС Венгрии. Самолеты Ca.135bis применялись венгерскими ВВС во второй половине 1941 года в боевых действиях против СССР как дневные и ночные бомбардировщики. В Италии они использовались только в учебных целях.

В единственном экземпляре был построен специальный самолет Ca.135 Raid с увеличенной дальностью полета. Самолет пропал без вести при попытке перелета через Северную Атлантику.