Когда Италия вступила во Вторую мировую войну, ее ВВС имели 14 авиаполков, на вооружении которых состояло 575 самолетов SM.79, а после 1943 года эти самолеты воевали на обеих сторонах фронта.

Четыре авиаполка дислоцировались в Италии (9-й, 12-й и 46-й), четыре — в Ливии (10-й, 14-й, 15-й и 33-й), пять — на Сицилии (11-й, 30-й, 34-й, 36-й и 41-й) и два — на Сардинии (8-й и 32-й). 9-й и 46-й полки приняли участие в скоротечной кампании против Франции, а бомбардировщики SM.79 из 10-го, 13-го и 33-го авиаполков группировки ВВС в Ливии воевали против французских войск в Тунисе.

С началом греческой кампании четыре эскадрильи SM.79, дислоцированные в Албании, и самолеты торпедоносной авиации флота были направлены в район Эгейского моря. В апреле 1941 года, в ходе 11-дневной кампании против Югославии, 30 самолетам SM.79-I из 92-й группы и 281-й эскадрильи ВВС Италии пришлось столкнуться в бою с аналогичными машинами, но принадлежавшими 7-му бомбардировочному авиакрылу и 81-й отдельной бомбардировочной группе югославских ВВС (45 самолетов были приобретены у Италии в 1939 году). Торпедоносцы SM.79 принимали активное участие в борьбе с конвоями противника в восточном Средиземноморье.

Ливийская пустыня

В Ливийской пустыне, называемой западными специалистами Западной пустыней, войска маршала Родольфо Грациани испытывали определенный недостаток в авиации. Всего в распоряжении итальянцев имелось четыре авиаполка со 125 самолетами SM.79, которые дислоцировались на авиабазах в районах Кастель Бенито, Бенина (восточнее Бенгази), Бир-эль-Бера и Эль-Эдем.

Итальянские летчики совершили в сопровождении Fiat CR.42 несколько успешных налетов на объекты противника в Хальфае, Мерса-Матрухе, Сиди-Баррани и Эс-Саллуме. Возникло несколько стычек с британскими Gloster Gladiator, но потери итальянцев в SM.79 были незначительны — основной угрозой стали поломки авиатехники, что объяснялось трудностью в поставках запчастей в удаленные районы боевых действий. Так что значительная часть итальянских самолетов была уничтожена или захвачена противником на земле.

В ходе кампании в Восточной Африке 44-я группа, имевшая 12 самолетов SM.79-1, дополнительно получила 16 машин, пере­брошенных из Ливии. Шесть самолетов были потеряны в результате бомбардировок британской авиацией на аэродроме в Аддис-Абебе, три — сбиты в воздухе, а остальные — захвачены противником. Из них один позже получил номер НК848 и воевал в британских ВВС наряду с четырьмя такими же самолетами, перегнанными на Ближний Восток югославскими пилотами (номера АХ702 - АХ705).