Самолет Dewoitine D.520 заслуженно считается лучшим французским истребителем Второй мировой войны. Машины семейства D.500 долго оставались основным самолетом французской истребительной авиации, но в 1934 году истребитель D.513 проиграл конкурс самолету MS.405. Лишь новый проект D.520 с двигателем Hispano-Suiza 12Y-51 мощностью 1100л.с. позволил компании Dewoitine взять некоторый реванш. Основным приоритетом для министерства авиации оставался MS.406, поэтому фирма Dewoitine разрабатывала D.520 в порядке частной инициативы за собственный счет. Только в апреле 1938 года компания получила контракт на два опытных самолета.

На первом прототипе, поднявшемся в небо в октябре 1938 года, стоял пока старый двигатель HS.12Y21 и временный деревянный двухлопастный винт. Скорость самолета оказалась намного ниже расчетной. Уже во второй полет самолет отправился с трехлопастным металлическим пропеллером изменяемого шага, а чуть позже в ходе ремонта после посадки на фюзеляж самолет существенно доработали: установили мотор HS.12Y29, увеличили площадь киля, подкрыльные радиаторы заменили одним подфюзеляжным. В таком виде самолет достиг скорости 505км/ч.

Второй прототип получил вооружение из 20-мм пушки на моторе и двух 7,5-мм пулеметов в гондолах под крылом. С более мощным мотором HS.12Y31 самолет развил скорость 535км/ч. Штатное вооружение, предусмотренное для серийных D.520: мотор-пушка HS.404 и четыре 7,5-мм пулемета в крыле - проверили на третьем прототипе. В апреле 1939 года последовал первый заказ на 200 новых истребителей, который вскоре вырос до 700 машин.

Серийные истребители должны были отличаться удлиненным фюзеляжем, дополнительными бензобаками в передней кромке крыла, бронеспинкой пилотского сиденья и мотором HS.12Y45 (930л.с.) под измененным капотом. Но двигатель был все еще недоработан, в его конструкцию постоянно вносились изменения, отражавшиеся на всей мотоустановке самолета. Первый серийный самолет был облетан только в ноябре 1939 года, а до конца года было принято всего лишь 19 машин. В условиях уже идущей войны это было явно недостаточно.

Кроме того, истребители первых серий страдали от перегрева двигателей на максимальных оборотах, ненадежной работы нагнетателей, дефектов вооружения. Скорость не превышала 520км/ч. Боеспособные D.520 начали поступать с завода только в начале апреля, когда уже собрали более сотни истребителей. На них переделали воздухозаборник карбюратора, внесли изменения в систему охлаждения. В середине апреля эти истребители начали поступать в боевые части.

Параллельно с доводкой серийного D.520 конструкторы работали над созданием новых модификаций. На вариант D.521 установили английский двигатель Merlin III (1030л.с.), с которым скорость должна была возрасти до 570км/ч. Поскольку на этом двигателе установка пушки была невозможна, то две пушки разместили в крыльях. Первый полет состоялся в феврале 1940 года. Скороподъемность улучшилась, но из-за более тяжелого двигателя возникли проблемы с центровкой. Испытания шли до конца марта. В целом, большого выигрыша новый двигатель не дал и проект закрыли. Прорабатывались варианты D.522 с американским мотором Allison V-1710-C15 (1040л.с.), D.523 с мотором Hispano-Suiza 12Y51 (1000л.с.) и D.524 с еще более мощным двигателем 12Z89. Но все эти варианты не имели реальных шансов на реализацию - 10 мая 1940 года немцы перешли в наступление.

К маю 1940 года успели выпустить 246 истребителей, но только 76 машин поступили в ВВС. Французские летчики хорошо приняли новый истребитель. Он имел высокие летные данные, удобную, просторную кабину, был приятен в пилотировании, имел мощное вооружение. Опыт первых боев показал, что D.520 уступал немецкому Bf.109Е в скорости, но превосходил в маневренности. Всего за полтора месяца боев D.520 записали на свой счет 108 сбитых самолетов при 14 потерянных. Но еще около сотни истребителей было уничтожено на земле и потеряно в авариях.

К концу июня завод собирал уже по 10 самолетов в день, имелись заказы на 2200 самолетов, но после капитуляции все остановилось. Часть самолетов перелетела в Северную Африку, а оставшиеся во Франции самолеты под контролем немцев законсервировали. В составе вишистской авиации истребители D.520 приняли участие в боевых действиях против прежних союзников и сбили 30 английских самолетов.

В апреле 1941 года германская контрольная комиссия разрешила модернизацию французской авиации. В качестве единственного типа истребителя утвердили D.520 и компания получила заказ на постройку 550 машин. На самолеты начали устанавливать двигатели Hispano-Suiza 12Y49 мощностью 900л.с. К ноябрю 1942 года правительство Виши практически полностью перевооружило свою истребительную авиацию, и когда союзники начали высадку в северо-африканских колониях Франции оказалось, что D.520 не уступает в бою не только немецким самолетам, но и английским и американским истребителям.

Самолеты, базировавшиеся во Франции, в эти дни были захвачены немцами и переданы союзникам Германии. Более сотни самолетов получила Болгария. Румыния использовала эти истребители на советско-германском фронте. Сами немцы начали использовать D.520 с весны 1943 года. Самолеты использовались в системе ПВО и иногда появлялись на фронте. Для пополнения парка истребителей под контролем немцев было выпущено еще 150 самолетов D.520. В результате общее число построенных самолетов превысило 900. После освобождения Франции в конце 1944 года, истребители снова попали на фронт и опять сражались против немцев. Войну самолеты закончили в качестве штурмовиков.

После войны во Франции оставалось около 40 исправных D.520. Использовали их только для учебных целей, причем большую часть переоборудовали в двухместные машины D.520DC. Последние учебные самолеты летали до сентября 1953 года.

Следующим шагом в совершенствовании истребителя D.520 стал опытный самолет D.520Z, на который планировалось установить двигатель Hispano-Suiza 12Z мощностью 1200л.с. На серийном D.520 поставили увеличенный маслорадиатор, новый водяной радиатор, индивидуальные выхлопные патрубки и усовершенствованное шасси. В первый полет в конце 1941 года машина отправилась с двигателем 12Н-49, так как 12Z еще не был доведен до летной годности.

Самолет D.520Z стал прототипом для новой серийной модификации SE.520Z. В сентябре 1942 года немецкое руководство разрешило построить 105 таких самолетов. Все вооружение самолета размещалось в крыле и состояло из двух 20-мм пушек и двух 7.5-мм пулеметов. Под немецким контролем самолет был достроен в феврале 1943 года, но облетать его не удалось. Немцы запретили заводу продолжение проектных работ и летные испытания. Уже после войны самолет планировали использовать как стенд для отладки двигателя, но он так никогда и не взлетел.