En mai 1938 le ministère de l’Air passa commande de 20 Amiot 350 B4 à livrer avant le 1 avril 1939. Trois semaines plus tard le contrat fut modifié pour ajouter 100 Amiot 341 B4, puis, en raison de problèmes de surchauffe des moteurs Gnome et Rhône 14N, la commande fut transformée en 45 Amiot 350 et 75 Amiot 351. Début 1939 il devint pourtant évident que la production des moteurs Hispano-Suiza ne suivait pas et ce marché fut à nouveau modifié au profit de 60 Amiot 351 et 60 Amiot 353.Un second lot de 165 appareils, soit 30 Amiot 351, 100 Amiot 353 et 35 Amiot 356, fut notifié en janvier 1939 et le 17 juin 1939 le Plan V renforcé entraîna une nouvelle commande pour 211 appareils.
Or les deux premiers Amiot 341 de série, achevés au cours de l’été 1939, comportaient trop de différences par rapport au prototype. Ils durent donc subir des essais complets au CEMA, essais qui entrainèrent certaines modifications. Le premier décembre 1939 les commandes furent à nouveau modifiées, les 880 appareils commandés portant désormais sur 140 Amiot 351, 560 Amiot 352, 100 Amiot 353, 40 Amiot 354 et 40 Amiot 356.
À ces modifications incessantes s’ajoutèrent des grèves perturbant les industries de l’armement, de nombreux retards dans les livraisons d’équipements, des problèmes de fonctionnement des trappes de la soute ventrale et la complexité de la construction de cet avion, produit en sous-ensembles par différentes usines de la SNCAC et assemblé au Bourget. Selon le Plan V l’Armée de l’Air aurait dû aligner 285 Amiot en première ligne au 1 avril 1940, soit 22 Groupes de bombardement. Or le 10 mai 1940 le CRAS n’a pris en compte que 4 Amiot 351 et 38 Amiot 354, tous équipés de 3 mitrailleuses de 7,5 mm, le canon HS-404 n’étant installé qu’à partir du n° 47.
La production en série du bimoteur posant de nombreux problèmes, Pierre Wertheimer se rendit en janvier 1939 à La Nouvelle-Orléans pour voir s’il était possible d’y installer une usine. En atterrissant sur le sol américain, le président de la SECM-Amiot devait déposer les liasses de dessins dans le coffre du colonel Weiser, attaché militaire français à Washington, mais oublia de le faire. Il se retrouva donc sous le coup du décret-loi du 17 juin 1938 «relatif à la répression de l'espionnage». Le malentendu fut réglé, mais la production de l’Amiot aux États-Unis ne fut jamais lancée.
61 Amiot 351/354 furent officiellement pris en compte par Armée de l’Air jusqu’au 20 juin 1940, mais il semble qu’entre 80 et 85 cellules aient été achevées, plusieurs appareils étant livrés sans satisfaire aux procédures officielles de réception. Il est possible que 73 bimoteurs aient donc été livrés. (17 Amiot 351 et 45 Amiot 354)