В начале 1929 года Клод Дорнье получил от Имперского управления авиационной промышленности (RLM)практически неограниченные фонды на постройку самолета-гиганта, работа над которым началась двумя годами раньше. Огромная летающая лодка должна была продемонстрировать всему миру возможности германской индустрии. Планировалось, что после серии демонстрационных полетов крылатый корабль будет совершать регулярные рейсы между Гамбургом и Нью-Йорком, составляя конкуренцию как дирижаблю Graf Zeppelin, так и трансатлантическим морским лайнерам.

Самолет должен был совершать трансатлантические рейсы с сотней пассажиров на борту, был бы обеспечен полный комфорт. Эта цельнометаллическая машина первоначально имела шесть тандемных пар двигателей Siemens Jupiter мощностью по 500л.с. На самолете, сорокаметровый фюзеляж которого был трехпалубным, имелись отдельные спальные каюты, салон для отдыха, курительная комната, ванная комната, кухня и столовая. В состав экипажа входили два пилота, штурман, связист и бортинженер, отвечавший за работу двигателей.

Из-за ограничений, наложенных Версальским договором, строили самолет не в Германии, а на швейцарском берегу озера Констанц. В июле 1929 года Do.X совершил свой первый полет. На то время это был самый большой самолет в мире. Первый рейс с пассажирами на борту был выполнен в октябре 1929 года.

Вскоре стало ясно, что мощности двенадцати двигателей Jupiter недостаточно. Моторы вместе с обтекаемыми стойками-пилонами были демонтированы и на их месте установили американские Curtiss Conqueror на простых стойках с расчалками. В таком варианте Do.X отправился в первый перелет через Атлантику. В ноябре 1930 года самолет стартовал из Фридрихсхафена и прибыл в Амстердам. Из Голландии он отправился на базу морской авиации Кэлшот в Великобритании, а оттуда взял курс на Лиссабон. В Лиссабоне в результате пожара в топливном баке было повреждено крыло. Пришлось на месяц задержаться для ремонта. Затем, при попытке взлета на Канарских островах был поврежден фюзеляж. Пришлось задержаться еще на три месяца. Был уменьшен вес самолета за счет снятия оборудования и арматуры, в которых не было необходимости, состав экипажа был сокращен.

Только в начале лета 1931 года он наконец-то направился в Америку - но не в Северную, а в Южную. Обогнув Западную Африку, самолет вылетел в Бразилию и благополучно достиг Рио де-Жанейро. Однако записи в бортовом журнале свидетельствуют о том, что на плаву самолету пришлось провести больше времени, чем в воздухе.

Затем самолет отправился в путешествие вдоль побережья Америки и 27 августа 1931 года прилетел в Нью-Йорк. В мае 1932 года самолет успешно возвратился в Германию.

Во второй половине 1932 года, когда началась серия рекламных полетов над Германией, Do.X вновь не повезло - во время вынужденной посадки на воду он получил сильные повреждения. Самолет решили не восстанавливать, а превратить в музейный экспонат. Последние 13 лет своей недолгой жизни гигант простоял в Берлине, пока не был уничтожен союзной авиацией.

Кроме первого Do.X, было построено еще два самолета, которые принадлежали Италии. Они предназначались для гражданской авиакомпании SANA, однако были переданы военным. На этих самолетах конструкторы вернулись к оригинальной схеме крепления двигателей Fiat на обтекаемых пилонах. Оба итальянских самолета были списаны в 1935 году.