Когда стало очевидно, что G.50 устарел, его попытались превратить в ударную машину В результате 3 октября 1942 г в воздух поднялся истребитель-бомбардировщик G.SQbis ASSALTO. Его крыло увеличили по размаху на 1372 мм за счет прямоугольных в плане вставок между центропланом и консолями. В них разместили по дополнительному 12,7-мм пулемету, а снизу установили по бомбодержателю для 150-кг бомб. На базе этой модификации затем создали палубный истребитель-бомбардировщик G.50bis/AN для строившегося авианосца Aquila. Отличительной особенностью этого самолета стал тормозной гак, установленный в хвостовой части фюзеляжа. В палубный вариант переделали 7 одноместных G.SObis и одну «спарку», которые в начале февраля 1943 г. поступили в 160-ю Gruppo Autonomo СТ. Капитуляция Италии остановила развитие этой программы.
Использование G.50 в итальянских ВВС началось в ноябре 1938 г. Новые истребители поступили в еще до конца не сформированный 51-й Stormo (20-я и 21-я Gruppo) и сразу же приняли участие в ряде военных учений. Именно тогда появилась впоследствии широко известная эмблема этого соединения; черный кот с зеленой мышью в лапах. К моменту вступления Италии в войну в июне 1940 г., в строю находились 97 «Фиатов» G.50, еще 21 машина стояла в ремонте или в ожидании приемки. Полностью истребителями этого типа был вооружен только 51-й стормот дислоцированный в Чи-ампино Сюд (близ Рима). Кроме того, G.50 эксплуатировал вместе с C.R.32 52-й стормо (22-я и 24-я группо) в Понтедера (Тоскана), Истребители 22-й группо приняли участие в боях против Франции, выполнив несколько вылетов для сопровождения бомбардировщиков во время налетов на гавани и аэродромы Корсики.
Когда немцы начали воздушное наступление на Британию, правительство Италии направило в помощь люфтваффе смешанное авиасоединение. На бельгийские аэродромы перелетела 20-я истребительная группо с 48 G.50. Дебютом «Фиата» над Туманным Альбионом стало прикрытие бомбардировочного рейда на Рамсгейт 29 октября 1940 г. В целом участие итальянцев в битве за Англию оказалось символическим: до середины апреля 1941 г пилоты G.50 в основном выполняли патрульные полеты над Ла-Маншем, вдоль побережья Бельгии и Голландии. Боевых столкновений с истребителями противника отмечено не было,
В Греческой кампании приняли участие три авиачасти, оснащенные G.50. Две из них находились в Албании: 24-я группо в Тиране и 154-я в Берате (всего 43 машины), а 2-я группо с 33 самолетами действовала из Южной Италии. Основным противником итальянских пилотов стали их британские оппоненты. Поначалу англичане воевали на «Гладиаторах», уступавших «Фиатам» в скорости, но существенно превосходивших в горизонтальной маневренности. Позже появились «Харрикейны», превосходившие «Фиаты» по всем основным характеристикам. Летчики G.50 вели интенсивные бои над Грецией до начала весны 1941 г. и заявили о многочисленных воздушных победах, однако достоверность этих реляций вызывает большие сомнения, Например, 20 февраля итальянские пилоты объявили, что группа из 22 G.50 без собственных потерь сбила 12 вражеских самолетов, тогда как британцы посчитали, что тогда же 6 «Харрикейнов» уничтожили 4 итальянских истребителя. 28 февраля итальянцы заявили о 12 сбитых, тогда как британцы – о 27, причем без утрат со своей стороны, Следует отметить, что еще со времен гражданской войны в Испании итальянские пилоты при выходе из боя в невыгодных для себя обстоятельствах имитировали беспорядочное падение самолета, которое летчики противника принимали за свою победу.
Не остался «Фиат» в стороне от самого жаркого фронта – Северной Африки. Сюда самолеты поступали с противопылевыми фильтрами на воздухозаборниках двигателя. В Африке состоялся дебют G.50bis, которые в конце декабря 1940 г. попали в Ливию в составе 358-й эскадрильи. Позже эти самолеты были переданы 150-й и 152-й эскадрильям 2-й группо, а в январе на фронт прибыла 155-я группо, полностью вооруженная истребителями этого типа. G.SObis поддерживали итальянские войска при отступлении из Триполитании и наступлении в Киренаике, В этот период некоторые самолеты в полевых условиях были модифицированы в истребители-бомбардировщики, при этом под крылом устанавливались бомбодержатели для небольших бомб. В районе Сиди-Баррани летчики G.SObis провели с переменным успехом немало боев с британскими «Харрикейнами» и «Томагавками». Прибытие более совершенных истребителей М.С.200 и М.С.202 позволило убрать большинство G.50bis из Африки, и в декабре 1941 г. единственной частью, использовавшей там эти самолеты, оставалась 12-я истребительная группо, которая базировалась в Кастельбенито (Триполи).