En 1936, quelques uns servirent pour le compte de la République Espagnole. Bien que la commande de la ML-KNIL ait été annulée au profit d'appareils américains, la Luchtvaartafdeeling passa une commande de 36 unités qui arriva juste à temps pour participer à la lutte contre l'envahisseur allemand en mai 1940. Bien que plus lent et moins armé que les Messerschmitt Bf 109, le D.XXI tira son 'épingle du jeu' dans les combats tournoyant, grâce à sa manœuvrabilité supérieure. Néanmoins, l'inégalité numérique eut raison de la plupart des D.XXI pendant la campagne. Certains ont été capturés pendant et après le 15 mai, mais leurs destins, indépendamment de leur capture, sont inconnus.
Les finlandais construisirent, pour la Suomen ilmavoimat, 90 exemplaires sous licence munis de moteurs Pratt et Whitney plus puissants en plus de 7 D.XXI achetés aux néerlandais, qui servirent durant la guerre d'hiver. Contre les avions soviétiques, le Fokker se trouva plus approprié aux conditions finlandaises, grâce à son train fixe et son moteur radial. Plus tard dans la guerre, à l'apparition des nouveaux chasseurs russes, le D.XXI se trouva nettement désavantagé avec son armement de 4 mitrailleuses de calibre 0.30 (ou 7.7mm) et son moteur manquant de puissance.
Un projet pour armer le Fokker de canons de 20 mm fut abandonné et seulement un seul avion reçut un armement de 2 canons de 20mm et 2 mitrailleuses de 7.7mm. Un autre avion reçut un train d'atterrissage escamotable, mais en raison de défaut de fabrication la série fut arrêtée.
Pendant la guerre de continuation (1941-1944), l'usine finlandaise d'État de construction d'avion ou Valtion Lentokonetehdas produit 50 appareils avec le moteur de construction suédoise Pratt & Whitney R-1535 Twin Wasp Junior, dont le délai d'obtention est identique au Bristol Mercury. Ces modèles ci, sont facilement identifiables avec une verrière allongée, un capot lisse et une entrée d'air ventrale.
L'Espagne et le Danemark achetèrent aussi les droit pour le produire sous licence.
