Příběh tohoto pozoruhodného stroje začal 28. dubna 1932, kdy první prototyp CR.32 (písmena CR označují iniciály Celestina Rosatelliho, šéfinženýra projektu) dokončil svůj první let trvající půl hodiny. Od začátku bylo jasné, že tato lehká a o něco menší verze staršího Fiatu CR.30 překonává všechny své předchůdce. Brzy začaly chodit první objednávky a první várka vyrobených kusů v roce 1935 putovala do Číny – tento export měl zajistit finanční příjem, který v té době Itálie nutně potřebovala. Naneštěstí pro Italy, nedostatečné technické vzdělání čínských pilotů a mechaniků znamenalo, že čínské letectvo se provozu (na tu dobu) moderních italských strojů muselo vzdát. Na druhou stranu italští piloti rychle zjistili, jaké jsou silné stránky letounu a do konce roku 1935 tvořily CR.32 jádro italských stíhacích perutí. Různé modely CR.32 pak byly žádány po celém světě a od poloviny 30. let tak začala továrna Fiat přijímat objednávky z Maďarska, Rakouska, Paraguaye a Venezuely, zatímco v nacionalistickém Španělsku se rozjela licenční sériová výroba verze CR.32, kterou nacionalisté provozovali pod označením HA-132-L.

Původní model CR.32 byl do služby přijat v roce 1935 a byl vyzbrojen dvojicí synchronizovaných kulometů Vickers ráže 7,7 mm v trupu. Následující verze CR.32bis z roku 1936 měla výzbroj posílenou na čtveřici kulometů Vickers, kdy trupové kulomety byly později nahrazeny kulomety Breda-SAFAT ráže 12,7 mm. Kromě toho pak verze bis disponovala i výkonnějším motorem s možností krátkodobého nouzového zvýšení výkonu. Třetí verze, označená jako CR.32ter („ter“ jako třetí v pořadí) pak přišla v roce 1937 – oproti verzi bis byl letoun lehčí, měl vyspělejší vybavení kokpitu a zavedl dvojici trupových kulometů Breda-SAFAT jako standardní výzbroj. Definitivní verze, označená jako CR.32 a vyráběná od konce roku 1937, pak získala zvětšený chladič kapaliny a možnost nést pod křídly lehké pumy. Mezi lety 1935-1939 se pak vyrobilo 1211 strojů CR.32 všech verzí, z nichž 159 bylo exportováno do zahraničí.

Křest ohněm prodělal CR.32 v roce 1936 nad Španělskem, kdy 20. srpna padl za oběť jednomu z CR.32 republikánská stíhačka francouzské výroby Nieuport-Delage NiD 52. V počátečních fázích létaly italské stroje proti různorodé směsce zastaralých republikánských letounů tvořících republikánské letectvo, bylo proto nasnadě, že italské CR.32 budou dominovat obloze. Na podzim roku 1936 se ale karta obrátila, když republikáni obdrželi sovětské rychlé bombardéry Tupolev SB, jejichž na tu dobu velmi vysoká rychlost znamenala, že CR.32 nedokázaly bombardéry účinně zachytávat. Společně s Tupolevy se pak ve výzbroji republikánů objevily i sovětské stíhačky Polikarpov I-15 a I-16, kdy zvláště druhé jmenované stroje prakticky ve všech ohledech překonávaly jak italské Fiaty, tak i německé dvojplošné stíhačky Heinkely He 51. Italští piloti nicméně i tak urputně bojovali a v lednu 1938 si letové kvality CR.32 oblíbili i nacionalističtí piloti, kteří Fiatu udělili přezdívku „Cvrček“. Byl to právě Cvrček, který se stal nejrozšířenějším nacionalistickým letounem celého konfliktu – do Španělska bylo dodáno celkem 375 kusů a CR.32 se tak stal symbolem celé války.

Na začátku 2. sv. války již pak byly CR.32 beznadějně zastaralé, většina z nich se ale nadále užívala v roli cvičných letounů a v druholiniové službě se CR.32 udržel až do jara 1941