Selvom den oprindelige ordre på fly til de oversøiske besiddelser blev annulleret, bestilte "Luchtvaartafdeling" (Den Hollandske hær's Flyverafdeling før 2. verdenskrig) 36 fly, som alle blev leveret i tide til at deltage i krigen mod Tyskland i maj 1940. Selv om Fokker D.XXI var betydeligt langsommere og letter bevæbnet end en Messerschmitt Bf 109, klarede den sig overraskende godt i luftkamp, på grund af dens store manøvreevne. Det var også et af de få fly, der kunne følge en "Stuka" i et dyk. Ikke desto mindre gjorde "Luchtvaartafdeling"'s talmæssige underlegenhed over for "Luftwaffe" at de fleste Hollandske D.XXI jagere blev ødelagt. Nogle blev taget som krigsbytte den 15. maj, men deres skæbne er ukendt fra dette tidspunkt.