La historia de este notable biplano comenzó el 28 de abril de 1932, cuando el primer CR.32 experimental (las letras "CR" representan el nombre del ingeniero jefe de la aeronave, Celestino Rosatelli) completó su primer vuelo de 30 minutos. Fue inmediatamente claro que esta versión ligera y ligeramente más pequeña de la CR.30 eclipsaría a su predecesor. Pronto llegaron las órdenes, y el primer lote de los nuevos Fiats fueron enviados a China en 1935, prometiendo los ingresos que Italia necesitaba desesperadamente. Por desgracia, las escasas habilidades técnicas de los pilotos y mecánicos chinos de la época significaron que se vieron obligados a renunciar rápidamente a las esperanzas de utilizar estos vehículos italianos de vanguardia. Por otro lado, los pilotos italianos apreciaron instantáneamente las cualidades del Fiat. A finales de 1935, los CR 32 constituían la mayor parte de la flota de cazas de Italia. Los diversos modelos del CR.32 también fueron demandados en todo el mundo. A partir de mediados de la década de 1930, además de ser exportado a China, el biplano italiano fue pedido por Hungría, Austria, Paraguay y Venezuela, mientras que los aviones franceses CR.32quater que llegaron a España durante la guerra civil fueron fabricados bajo licencia con la designación HA -132-L.

El modelo CR.32 inicial fue lanzado en 1935 y equipado con un par de ametralladoras 7,7 mm Vickers sincronizadas en el fuselaje. La modificación que siguió, el CR.32bis, se puso en producción en 1936, y había mejorado el armamento en forma de cuatro ametralladoras de 7,7 mm (dos de las cuales fueron posteriormente sustituidos por 12,7 mm Breda-SAFAT). También fue equipado con un motor aumentado capaz del aumento breve del empuje. La tercera modificación, la CR.32ter ("ter" para la tercera), llegó en 1937. Era más ligero que el CR.32bis y había mejorado el equipo a bordo. Desde el tercer modelo en adelante, el armamento principal de la aeronave constaba de dos ametralladoras Breda-SAFAT de gran calibre en el fuselaje. La modificación final, puesta en producción a finales de 1937, fue la CR.32quater ("quater" para la cuarta), que ganó un mayor radiador de agua de refrigeración y la capacidad de llevar pequeñas bombas. Entre 1935 y 1939, se produjeron un total de 1.211 aviones de combate CR.32, 159 de los cuales fueron exportados a otros países.

El debut en la batalla de la aeronave se produjo en 1936, durante la Guerra Civil Española. El 20 de agosto, los italianos CR.32 derribaron a los republicanos NiD 52. Los aviones italianos inicialmente sólo estaban en contra de la anticuada banda que formaba parte de la flota de aviación republicana, por lo que el éxito parecía inevitable. Los republicanos adquirieron los increíblemente rápidos SB bombarderos soviéticos, y los CR.32 italianos no tenían ninguna esperanza de igualar su velocidad. Los nuevos combatientes soviéticos I-15 e I-16 pronto aparecieron, superando a los CR32 italianos y los 51 alemanes en prácticamente todas las características de vuelo. Los pilotos italianos lucharon en sus enfrentamientos con los combatientes soviéticos, y en enero de 1938, los españoles también se gustaron a los CR.32s, dándoles el apodo de "Chirri". El Chirri español se convirtió en el avión más utilizado durante toda la guerra civil (375 CR.32s fueron suministrados a España) y se convirtió en un símbolo de facto del conflicto.

Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los antiguos CR.32 habían sido reutilizados como aviones de entrenamiento, aunque siguieron siendo utilizados en zonas de combate secundarias hasta la primavera de 1941.