Después de la entrega de los dos primeros ejemplares a la compañía propiedad de FIAT Avio Linee Italiane (ALI); con el estallido del conflicto, el Ministerio del Aire ordenó la militarización de los modelos y la asignación de los mismos a los "Servizi Aerei Speciali" que coordinaban las funciones de las rutas aéreas civiles aún operativas. Los G.12 volaron entre Milán, Bucarest, Budapest y Tirana. La primera unidad de la Regia Aeronautica en equiparse con el Fiat G.12 fue la 601, una escuadrilla de 147 ° Gruppo, que recibió el prototipo el 16 de agosto de 1941 y otros tres ejemplares en octubre, que fueron utilizados en la ruta Brindisi-Rodas-Benghazi. Posteriormente operando en el seno de las Squadriglie 605 y 606 prestaron apoyo en la campaña de Grecia y la Campaña del Desierto Occidental (Libia). Más tarde, la principal versión militar G.12T entre otros cometidos fue utilizada en misiones de trasporte entre Italia y el norte de África de tropas, carga y combustible. En febrero de 1942 la Squadriglie 605 se hizo cargo de 8 nuevos Fiat G.12. En junio de 1942, Fiat recibió un nuevo pedido de 29 unidades; algunas de las nuevas aeronaves reacondicionaron la escuadrilla 605 a su regreso del frente ruso en julio de 1942. En noviembre de 1942, el 148 ° Gruppo tenía un total de 13 Fiat G.12 operativos en las rutas aéreas del Mediterráneo. La unidad participó activamente en el fortalecimiento de las fuerzas del Eje en Túnez sufriendo grandes bajas. Antes del Armisticio de 1943, Fiat entregó cinco G.12 al gobierno de Hungría. En agosto de 1943, el 148 ° Gruppo todavía contaba con 28 Fiat G.12. Alrededor de veinte ejemplares, además de los ocho producidos por Fiat en 1944 continuaron en servicio en las filas de la Luftwaffe y la Aeronautica Nazionale Repubblicana. Después del armisticio de septiembre de 1943, laAeronautica Cobeligerante solo tenía dos Fiat G.12, los MM.60691 y 60696.