Die D.500-Baureihe wurde als Antwort auf die Spezifikation C1 des französischen Luftfahrtministeriums von 1930 entwickelt. Die Spezifikation zielte vor allem darauf ab, Frankreichs Bestand an Flugzeugen aus dem Ersten Weltkrieg und den 1920 zu ersetzen. Der berühmte Flugzeugkonstrukteur Émile Dewoitine legte sein D.500 vor und erregte fast sofort die Aufmerksamkeit beim Luftfahrtministerium. Kurz nachdem die D.500 1932 ihren Erstflug absolvierte, wurden 1933 60 Flugzeuge bestellt, davon 10 D.501. Im Wesentlichen war die D.501 nur eine Variante der D.500. Die beiden Hauptunterschiede liegen beim Motor und in der Bewaffnung. Die D.500 nutzte einen 12Xbrs Hispano-Suiza 12Xbrs Motor, während die D.501 mit einem 12Xcrs Motor ausgestattet war, der den Einbau einer 20-mm-Kanone durch die Propellernabe ermöglichte. Diese Änderung führte auch dazu, dass die beiden Maschinengewehre auf der D.500 von der ursprünglichen Anordnung entfernt wurden. Während eine einzelne 20-mm-Kanone, gepaart mit ein paar Maschinengewehren, heute wie eine lächerliche Bewaffnung wirken mag, galt das bloße Vorhandensein einer Autokanone auf einem Flugzeug damals schon fast als Luxus.

Mit Ausbruch des Zweiten Weltkriegs waren die Flugzeuge der D.500er Serie längst überholt von Maschinen anderer Nationen, darunter auch einige der französischen Flugzeuge aus den späten 30er Jahren, wie die MS.406. Die Maschinen sahen nur selten einen Fronteinsatz, sondern wurden stattdessen in die Reserveeinheiten der französischen Luftwaffe und als Schulflugzeuge eingesetzt. Eine kleine Zahl von Flugzeugen erlebte jedoch während des spanischen Bürgerkrieges einen begrenzte Einsatz, die wahrscheinlich die einzigen Kampfeinsätze des Flugzeugs war. Knapp 400 Flugzeuge der Baureihe D.500 wurden gebaut, davon rund 160 D.501.