Tulikasteensa Do 17 sai 1937 Espanjan sisällissodassa. Toisessa maailmansodassa koneilla pommitettiin Ranskassa muun muassa Dunkerquesta vetäytyviä brittiläisjoukkoja. Taistelussa Britanniasta Do 17 -koneita käytettiin hyökkäyksissä Englannin kanaalin saattueita ja Etelä-Englannin lentotukikohtia vastaan. Kone kesti liu’ut aina 600 km/h nopeudelle saakka. Vain näin se pystyi pakenemaan Kuninkaallisen ilmavoimien hävittäjiä. Tehokkaan hävittäjätorjunnan edessä Do 17 osoittautui riittämättömän puolustusaseistuksensa vuoksi yhtä haavoittuvaksi kuin muutkin saksalaisten käytössä olleet pommikonemallit. Niinpä se vedettiin vuonna 1941 länsirintamalla pois pommituskäytöstä Junkers Ju 88:n tai Dornier Do 217:n korvatessa sen.