Первые работы по нему начались в 1935 году, однако конструкторам потребовалось всего лишь два года, чтобы выкатить из сборочных цехов новенький прототип. После выпуска небольшой предсерийной партии Z.1007, в конструкцию самолёта были внесены значительные доработки, в частности, установлены новые более мощные двигатели. Доработанный бомбардировщик, принятый на вооружение в 1939 году, получил обозначение Z.1007bis и стал самой массовой серийной модификацией самолёта. В 1941 году на вооружение поступил обновлённый Z.1007bis с двухкилевым хвостом, так называемый Z.1007bis поздних серий выпуска. Последней боевой модификацией, поступившей на вооружение в 1943, стал Z.1007ter, получивший улучшенную оборонительную турель и ещё более мощные двигатели. Всего до середины войны был произведен 561 бомбардировщик Z.1007 Alcione.

Первое применение CANT Z.1007 Alcione состоялось осенью 1939 года, когда укомплектованная ими 174-я разведэскадрилья занималась сбором тактической информации и проведением отвлекающих манёвров неподалёку от английского побережья. Первый же по-настоящему боевой вылет Z.1007 совершил 2 ноября 1940 года, когда десятка этих бомбардировщиков произвела плановый бомбардировочный налёт на греческий город Янины. Дальнейшее применение «Зимородков» в налётах на греческие города было отмечено серьёзными потерями среди бомбардировщиков, вызванными отчаянным сопротивлением греческих пилотов.
В 1941 - 1942 годах Z.1007, наряду с SM.79, применялись во время налётов на осаждённую Мальту, однако и тут им не слишком повезло. Остров обороняли новейшие британские Spitfire Mk.V, встреча с которыми оставляла устаревшим итальянским машинам довоенной конструкции немного шансов.
После частичной капитуляции Италии 3 сентября 1943 года, уцелевшие Z.1007, оставшиеся на стороне правительства Муссолини, несмотря на их серьёзную изношенность продолжали использоваться до 1944 года, но затем были списаны на слом.
Несколько последних Z.1007 в качестве учебных самолётов состояли на службе ВВС Хорватии, которой их передали немцы, однако к 1945 году были списаны и они.

Итальянские C.R.D.A. CANT Z.1007 Alcione не сыграли серьёзной роли в ходе Второй мировой войны, причиной чему является относительно небольшое число произведённых машин по сравнению с более удачливыми SM.79 Sparviero. «Зимородок» так и остался в тени более крупного «Ястреба». Тем не менее, по своим лётным характеристикам Z.1007 не только не уступал, но отчасти даже превосходил SM.79, а потому по праву заслужил своё место в небесах War Thunder.