Le 30 janvier 1972, la compagnie aérienne Air Inter commande 10 appareils. Le premier avion de série fait son vol initial le 19 juillet 1973. La certification civile DGAC est obtenue le 12 février 1974.
Malgré l'intérêt accordé par plusieurs compagnies aériennes américaines, la vente de l'appareil se limite à la seule société française Air Inter. Le programme ne démarre pas, il est victime de la conjonction du choc pétrolier, des dévaluations du dollar, de l'inflation en Europe et de la préférence des compagnies aériennes pour un avion polyvalent court-moyen courrier. L'avion est également pénalisé par sa motorisation : les moteurs Pratt & Whitney qui l'équipent sont relativement anciens, ils sont bruyants et consomment trop. Enfin, il est handicapé par un mouvement de lacet très sensible aux places arrières, les rendant particulièrement inconfortables. Pour le reste, le Mercure 100 est similaire au Boeing 737 mais plus rapide.
Finalement, seuls dix Mercure 100 sont fabriqués. La chaîne de montage est arrêtée le 19 décembre 1975. Dassault tentera pendant quelques années de relancer le projet, en contactant des firmes américaines pour leur proposer de produire l'appareil sous licence, et surtout en lançant le projet Mercure 200, qui devait avoir un fuselage allongé et des moteurs CFM56 bien plus efficaces. Le projet ne fut jamais mené à bien, mais selon certaines rumeurs les plans furent cédés à Aérospatiale et inspirèrent plus ou moins la conception de l'Airbus A320.
Le 11 juillet 1983, Air Inter, satisfaite de l'exploitation de ses Mercure et désireuse d'un avion supplémentaire, commande la mise au standard du prototype Mercure 02 qui avait effectué son premier vol le 7 septembre 1972. Il est livré à Air Inter le 8 mars 1985 et devient le onzième appareil de sa flotte. Le 29 avril 1995, les deux derniers des onze Mercure en service sur le réseau d'Air Inter effectuent leur dernier vol ; un d'entre eux sera offert a l'École supérieure des métiers de l'aéronautique (ESMA).
Ce fut aussi le premier avion entièrement géré par une équipe féminine, lors d'un vol Paris-Lyon en 1985.
