בתחילת 1936, הייתה כנף מס' 12 הראשונה להצטייד ב-SM.79, והייתה מעורבת בהערכה הראשונית של ביצועיו לאורך אותה שנה. הכנף הפכה למבצעית ב-1 במאי 1936, ושיגור טורפדו מוצלח ממרחק של חמישה ק"מ מהמטרה בוצע באוגוסט. גרסת מפציץ הטורפדו הייתה יציבה פחות בטיסה וקשה יותר לשליטה מהגרסה האזרחית. יכולותיו של ה-SM.79 היו עדיין בשלב לימוד והערכה כאשר פרצה מלחמת האזרחים בספרד, ומספר מטוסים נשלחו לסייע ללאומנים. ב-4 בנובמבר 1936 היו רק שישה מטוסים עם מצבת מלאה של אנשי צוות לפעולה בספרד, אך בתחילת 1937 עלה המספר ל-15 בסך הכל. בסופו של דבר שירתו כ-99 מפציצי SM.79 בכנף מס' 12 וביחידות נוספות.
שירותו הקרבי הראשון של ה-SM.79 היה במסגרת הלגיון האווירי, כחלק מחיל המשלוח האיטלקי לעזרת כוחותיו הלאומנים של פרנקו במלחמת האזרחים בספרד. הפעולה המבצעית הראשונה שבה השתתף ארעה בפברואר 1937, כאשר כנף ההפצצה הטקטית מס' 8 (Stormo Bombardamento Tattico 8°), שבה הקבוצות האוויריות, מס' 18 ו-28, בפיקודו של לוטננט קולונל ריקרדו סידל (Riccardo Seidl) נשלחו לספרד ונפרסו באיים הבלאריים. היחידה נקראה "הנשרים הבלאריים" ("Falchi delle Baleari") ופעלה באזורי קטלוניה ומערב ספרד כנגד ערי הרפובליקנים. במסגרת הסיוע המסיבי בציוד ובנשק, העבירו האיטלקים, עד 10 במאי 1940, 61 מטוסי SM.79 לידי הלאומנים.
היירוט המתועד הראשון של SM.79 אירע ב-11 באוקטובר 1937, כאשר שלושה מטוסים הותקפו על ידי תריסר מטוסי קרב מדגם פוליקרפוב I-16. SM.79 אחד נפגע, אך חימושו ההגנתי מנע תקיפות עליו מטווחים קרובים יותר. כל המפציצים שבו לבסיסם, כאשר אחד מהם ספג 27 קליעים, שרבים מהם פגעו במכלי הדלק. יירוטים נוספים אירעו במהלך המלחמה, אך אף SM.79 לא הופל, אם כי מספר מטוסים אבדו כתוצאה מתקלות ותאונות מבצעיות.
הניסיון הקרבי בספרד חשף מספר חסרונות: חוסר במסכות חמצן לפעולה בגובה רב, חוסר יציבות, רעידות שהורגשו במהירויות שמעל 400 קמ"ש ובעיות ותקלות נוספות. בניסיון לענות למבקרים על חוסר יכולתו של המפציץ לפעול בשעות הלילה, המריא גנרל ואלֶה מגידוניה (Guidonia) שליד רומא והפציץ את ברצלונה בטיסה של שש שעות ו-15 דקות. במשימה זו גם הראה המטוס את יעילותו מבחינת טווח הפעולה (1,000 ק"מ עם שמונה פצצות של 100 ק"ג, למשקל נשיאה כללי של 1,000 ק"ג). SM.79 פעלו מהאיים הבלאריים ומאוחר יותר מספרד עצמה, ומאות משימות במגוון רחב של תפקידים בוצעו כנגד הרפובליקנים. לא היה צורך בליווי מטוסי הקרב מדגם פיאט CR.32, בין השאר משום שהמטוס הדו-כנפי היה איטי מידי עבור המפציצים.
בעקבות הניסיון שנרכש בספרד, הפך ה-SM.79 סימן II, שהוצג באוקטובר 1939, לעמוד השדרה של כוח המפציצים האיטלקי במלחמת העולם השנייה.
יוגוסלביה.
הדיווחים המחמיאים לגבי אמינותו וביצועיו של ה-SM.79 בספרד, הביאו את ממשלתה של ממלכת יוגוסלביה להזמין ב-1938 45 מפציצים, שצורתם הכללית ובביצועיהם היו זהים ל-SM.79 סימן I וסומנו כ-SM.79K. הם סופקו ליוגוסלביה ב-1939, אך מרביתם הושמדו במהלך הפלישה הגרמנית ב-1941 בידי צוותיהם או הגרמנים המתקדמים ורק מספר מועט של גיחות בוצע. כמה מטוסים נמלטו לממלכת יוון כאשר הם נושאים את המלך פטר השני ופמלייתו. מעטים שרדו, כאשר מטוס אחד שירת במדינת החסות הגרמנית של קרואטיה וארבעה שירתו בחיל האוויר המלכותי הבריטי.
רומניה.
ב-1937 הזמינה ממשלת רומניה 24 מפציצי SM.79B דו-מנועיים להם הורכבו מנועים כוכביים מדגם גנום-רון מיסטרל מז'ור (Gnome-Rhône Mistral Major) בעלי 1,000 כ"ס כל אחד, שהתגלו כבעלי ביצועים חלשים. כתוצאה מכך הוזמנו שמונה מטוסים חדשים עם מנועים מדגם יונקרס יומו 211 (Junkers Jumo) בעלי 1,200 כ"ס כל אחד, אשר סומנו כ-JIS 79 (J ל-Jumo; I ל-Italy; S ל-Savoia) וסופקו בשנים 1941–1942. 72 מטוסי SM.79 נוספים נבנו ברישיון על ידי התעשייה האווירית הרומנית וסומנו כ-JRS 79B (R ל-Romania). גרסה נוספת סומנה כ-JRS 79B1 החמושה בתותח בקוטר 20 מ"מ ובתא טייס מוגדל עם מקום לאיש צוות חמישי. בשל תפקידה בתקיפת מטרות קרקע בגובה נמוך, סבלה גרסה זו מאבדות כבדות.
ברזיל ועיראק.
שלושה מטוסים מגרסה דו-מנועית נמכרו לברזיל (זוג מנועי אלפא רומיאו מדגם RC.18 I28 בעלי 930 כ"ס כל אחד) וארבעה לעיראק (זוג מנועי פיאט A.80 RC.14 בעלי 1,030 כ"ס), שם השתתפו במלחמה האנגלו-עיראקית שהחלה ב-18 באפריל 1941.
בשירות חיל האוויר המלכותי האיטלקי במלחמת העולם השנייה.
לאחר מלחמת האזרחים בספרד, נכנסו ה-SM.79 לשירות גם בכנפות מס' 8 ו-111. עד סוף שנת 1939 שירתו בחיל האוויר המלכותי האיטלקי 388 מטוסים, עם 11 כנפות המצוידות חלקית או במלואן ב-SM.79. הם נטלו חלק בכיבוש אלבניה בסתיו 1939.
עם כניסת איטליה למלחמה שירתו כ-600 מטוסים מגרסאות SM.79 סימן I ו-II בחיל האוויר המלכותי האיטלקי (ה"רג'יה אירונאוטיקה"), שהפכו את ה"נץ" למפציץ הנפוץ ביותר, אשר שירת ב-14 כנפות, והם לחמו בכל זירות הלחימה שבהן פעלה איטליה. לא בכל הקבוצות האוויריות שהרכיבו את הכנפות הייתה מצבה מלאה של ה-SM.79; לכל טייסת היו בין תשעה לעשרה מטוסים, אך מספר זה כלל גם מטוסי קו שני, כך שכוחה של כל טייסת כלל בממוצע בין שבעה לשמונה, וכל כנף מנתה כ-30 מפציצים מבצעיים. בין היחידות שהפעילו אותו, היו תשע כנפות (8, 9, 11, 12, 30, 32, 36, 41 ו-46) פרוסות באיטליה והן השתתפו במערכה על צרפת. הן היו מצוידות בכ-350 מפציצי SM.79, כאשר במספר זה נכללים גם מטוסי יחידות האימונים.
מלטה.
ה-SM.79 החל לאבד את המוניטין שלו כ"בלתי פגיע" במהלך המצור על מלטה, החל מיוני 1940. חמש קבוצות אוויריות של SM.79 היו מוצבות בסיציליה עם פרוץ המלחמה, והן היו הראשונות לתקוף את מלטה ולהתמודד כנגד הגלוסטר גלדיאטור וההוקר הוריקן אשר פעלו מהאי. ב-22 ביוני הופל המפציץ הראשון מני רבים מעל האי, כאשר מפציץ בודד הופל במהלך משימת צילום בידי צמד מטוסי גלדיאטור והתרסק בים. ה-SM.79 גם היה מטוס האויב הראשון שהתרסק על אדמת מלטה, כאשר מבנה בן 20 מפציצים הותקף בידי גלדיאטורים שהפילו אחד מהם.
זירות לחימה נוספות.
המזרח התיכון, ובתוכו ארץ ישראל, הפכו עם הכרזת המלחמה של איטליה על בריטניה, למטרה להפצצות חיל האוויר המלכותי האיטלקי, אשר כוונו בעיקר כלפי בתי הזיקוק בחיפה ונמלים נוספים. מפציצי ה-SM.79 של טייסת מס' 205 אשר השתייכו לכנף מס' 41 חנו ברודוס, ומשם יצאו לשתי גיחות על חיפה ב-15 וב-24 ביולי, והפציצו בנוסף מטרות אזרחיות בתל אביב ב-9 בספטמבר 1940. במסגרת ניסיונות אלה ערכו ב-19 באוקטובר מטוסי SM.82 מאותה כנף את אחת מההפצצות ארוכות הטווח במלחמה כאשר המריאו מרודוס להפצצה על מסוף נפט בבחריין, בטיסה שארכה כ-15 שעות ובסיומה נחתו המפציצים באריתריאה. לאיטלקים היו משאבים דלים יחסית על פני שטח פעולה נרחב וערכן האסטרטגי של הפצצות אלה היה מועט, ובפעולות אלה הסתכמה תרומתם ההתקפית של ה-SM.79 בזירה זו.
מספר קטן של מפציצי SM.79 פעלו באתיופיה. הקבוצה האווירית מס' 44 פעלה מדירה דאווה והורכבה משתי טייסות (מס' 6 ומס' 7) שהכילה כל אחת תריסר SM.79. לאיטליה היו בזירה זו גם שישה מפציצים נוספים בעתודה, אך שניים מתוכם היו בתיקונים. מבין מטוסי חיל האוויר המלכותי האיטלקי המוצבים באתיופיה, היה ה-SM.79 דגם המטוס היחיד שלא השתתף במלחמה האיטלקית אתיופית השנייה. הפעולה המבצעית הראשונה ארעה ב-13 ביוני 1940, כאשר תשעה מפציצים המריאו מדירה דאווה להפצצת הבסיס הבריטי החשוב בעדן. אחד המפציצים הופל באש נ"מ מספינות הצי המלכותי, ולאחר מכן יורט שאר המבנה על ידי מטוסי גלדיאטור. אחד ממטוסי הקרב התוקפים נפגע מאש מקלעי המפציצים ונאלץ לנחות נחיתת אונס, אך שני מפציצים נוספים נפגעו; אחד הצליח להגיע לאסאב, אך לאחר נחיתתו יצא מכלל שימוש, והשני הצליח לחזור בשלום לבסיסו. מטוסים מעטים אלה תוגברו בהמשך על ידי מפציצי SM.79 נוספים שטסו יותר מ-2,000 קילומטרים מלוב ומעל סודאן, אך לא עלה בידם לסייע הרבה לאיטלקים באתיופיה, אשר נכנעו באביב 1941.
בזמן המערכה בצפון אפריקה שירתו כ-100 SM.79 בכנפות מס' 10, 14, 15 ו-30 והפציצו בעיקר מטרות לא אסטרטגיות במדבר.
המתקפה הבריטית שהחלה בדצמבר 1940 הכתה בחוזקה גם ברג'יה אירונאוטיקה, ויחידות רבות הוצאו משירות בשל אבדותיהן, אשר נגרמו בעיקר בשל פעילות מטוסי הוריקן ואש נגד מטוסים. עד תחילת 1941 נותרו בלוב כ-40 מפציצים בלבד, ועד לסוף השנה נותרה רק טייסת אחת מבצעית. בתקופת קרב אל עלמיין השני נעשה שימוש ב-SM.79 בעיקר למטרות הגנה, כגון איתור חוליות SAS במדבר, ובתקיפת ספינות בעלות הברית.
מסתיו 1940, השתתף ה-SM.79 במלחמת איטליה–יוון ובפלישה ליוגוסלביה, תוך שהם מאוימים על ידי מטוסי חיל האוויר המלכותי, כמו גם תנאי מזג אוויר קשים. בזירת הים התיכון שימש ה-SM.79 כמטוס לאיסוף מודיעין וכמפציץ טורפדו.
מפציץ טורפדו.