La serie de aeronaves D.500 se desarrolló en respuesta a la especificación C1 emitida por el Ministerio del Aire francés en 1930. La especificación estaba principalmente destinada a reemplazar el inventario de aviones antiguos de la Primera Guerra Mundial y de 1920 de Francia con diseños más modernos. El famoso diseñador de aviones Émile Dewoitine, presentó su diseño D.500 y casi de inmediato llamó la atención de los funcionarios del Ministerio del Aire. Poco después de que el D.500 tuvo su primer vuelo en 1932, se realizó un pedido de 60 aviones en 1933, 10 de los cuales fueron para el D.501. En esencia, el D.501 era solo una subvariante del D.500. Las dos principales diferencias radican en el motor y el armamento. A saber, el D.500 usaba un motor Hispano-Suiza 12Xbrs, mientras que el D.501 estaba equipado con un motor 12Xcrs, que permitía la instalación de un cañón de 20 mm a través del centro del propulsor. Este cambio también provocó la eliminación de las dos ametralladoras montadas en la nariz del diseño original, que se encuentra en la D.500. Mientras que un único cañón de 20 mm, junto con un par de ametralladoras puede parecer una configuración ridícula hoy en día, la presencia de un cañón automático en un avión en aquel entonces se consideraba casi como un lujo.

Al estallar la Segunda Guerra Mundial, los aviones de la serie D.500 fueron más que obsoletos por las máquinas de otras naciones, incluidos algunos de los aviones franceses de finales de la década de 1930, como el MS.406. Las máquinas rara vez vieron el uso de primera línea, en lugar de ser relegado a las unidades de reserva de la Fuerza Aérea Francesa y los roles de entrenador. Sin embargo, un pequeño número de aviones sí tuvo una acción limitada durante la Guerra Civil Española, probablemente siendo el único uso de combate registrado del avión. Se fabricaron poco menos de 400 aviones de la serie D.500, de los cuales 160 eran D.501.