МВ.131 № 1 был изготовлен на заводе в Курбевуа и окончательно собран в Виллакублэ. Там он совершил свой первый полет 12 августа 1936 г. Второй опытный экземпляр, Блок MB.I31RB5 № 2, выставили в ноябре того же года на Салоне аэронавтики в Париже. Он отличался от первой машины местом для дополнительного члена экипажа. Верхнюю турель сдвинули дальше назад и ввели нижнюю. Увеличили ширину киля Ликвидировали подкосы стабилизатора. Эта машина совершила свой первый полет 5 мая 1937 г. Немного ранее, в декабре 1936 г., первый опытный самолет перелетел ич Виллакублэ в Мариньян для проведения официальных испытаний военными летчиками из испытательного центра СЕМА (французского аналога нашего НИИ ВВС) Дальнейшие испытания специалистами СЕМА проходили в Виллакублэ в апреле. Заказ на 40 МВ.130М заменили на такое же количество MB 131.

В самом начале заводских испытаний на первом опытном экземпляре проявилась тряска хвостового оперения. Сочтя, что это является следствием недостаточной жесткости на кручение, фюзеляж усилили приклепанными снаружи стрингерами. Однако, впоследствии выяснилось, что от тряски можно было избавиться уменьшением размаха стабилизатора и введением поперечного V.

На обоих опытных экземплярах стояли 14-цилиндровые звездообразные моторы воздушного охлаждения Гном-Рон 14К "Мистраль Мажор", развивавшие мощность 870 л.с. на высоте 3200 м и 900 л.с. на 4200 м. Летом 1937 г., когда фирму "Авьонс Марсель Блок" поглотило объединение SNCASO, эти двигатели заменили на Гном-Рон 14N 10/11, которые при той же мощности имели лучшее охлаждение цилиндров, карбюратор с высотным корректором и другие усовершенствования.

На первом опытном образце в порядке эксперимента установили 20-мм пушку в подвижной установке в носовой кабине. Установка позволяла иметь большой угол обстрела в вертикальной плоскости, но в горизонтальной движение было весьма ограниченным - всего на несколько градусов. Однако, когда самолет в сентвбре 1937 г. выставили на испытания вооружения на полигоне в Казо, от пушки отказались в пользу 7,5-мм пулемета МАС1934. Первый серийный самолет MB.131 № 3 проходил летные испытания практически одновременно со вторым опытным. На нем стояла полуубираемая нижняя турель под уступом нижней части фюзеляжа. Во второй половине июня 1937 г. этот самолет испытывался в СЕМА на максимальную скорость при полностью выпущенной и втянутой нижней турели. Выяснилось, что сложность и вес установки не компенсируются выигрышем в скорости при убранном положении. Вследствие этого на последующих серийных машинах уступы на фюзеляже ликвидировали, а втягивающуюся турель заменили простой шкворневой установкой " тип 29" в полуостекленной гондоле. На ней стоял пулемет MAC 1934 (калибра 7,5 мм).

Первая серийная машина, вышедшая из цехов завода SNCASO в Шатеру, поднялась в воздух в мае 1938 г. Первая серия из 14 самолетов (№№ 3-15) относилась к типу MB.131 R4. Это были четырехместные разведчики без бомбового вооружения. За ними последовали пять (№№ 16-20) MB. 131 Ins - учебных самолетов с двойным управлением. Второй опытный экземпляр тоже переделали в МВ.131 Ins и сдали ВВС. Девятнадцатый серийный самолет (№ 21) стал первым МВ.131 RB4, предназначенным на роль разведчика-бомбардировщика. Впоследствии построили около 100 машин этой модификации (МВ.131 RB.4№ 122 был сдан разведывательной авиагруппе GRI/36 в октябре 1939 г.) на заводах SNCASO в Шатеру и Бордо.

Внешне МВ.131 RB4 не отличался от R4, но основные колеса шасси были большего размера. На нём ввели внутреннее размещение бомб в бомбоотсеке. Бомбодержатели "Алкан" позволяли подвеску бомб калибром от 10 кг до 200 кг. Штурман-бомбардир сидел в самом носу самолета. У него имелась фотокамера Лабрели F30 или F50. Он также обслуживал передний пулемет MAC 1934 с ограниченным полем обстрела в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Такие же пулеметы монтировались в верхней турели и подфюзеляжной гондоле. Из последнего стрелял радист. Радиостанция была типа SFR 203. Все самолеты комплектовались автопилотами "Егер-Смит". Мотоустановка состояла из двух двигателей Гном-Рон 14N10/11 с трехлопастными винтами Ратье 1453 /1454 диаметром 3,0 м. 1720 л горючего размещалось в шести баках между лонжеронами центроплана.

МВ.131 имел цельнометаллическую конструкцию. Фюзеляж имел прямоугольное поперечное сечение. Его силовой набор состоял из омегаобразных шпангоутов и четырех лонжеронов, закрытых листами легкого сплава. Крыло разделялось на четыре части. Оно имело два лонжерона, отъемные носок и законцовки. Щитки щелевого типа выпускались и убирались пневмоприводом.

Основные стойки шасси убирались вперед по полету в мотогондолы гидравликой. В отличие от опытных образцов, крыло серийных самолетов устанавливалось с углом установки 3"40' в соответствии с желанием штаба ВВС улучшить взлетные качества хотя бы ценой снижения максимальной и крейсерской скоростей.

Испытывалась только одна дополнительная модификация базового МВ.131. Это был MB.133, взлетевший 1 октября 1937 г. На нем сохранили фюзеляж МВ.131 в сочетании с двухкилевым оперением с овальными килевыми шайбами. Моторы "Гном-Рон" уступили место двигателям Испано-Сюиза 14АА, тоже звездообразным. Так же был построен один прототип МВ.134 с двумя двигателями Гном-Рон 14N-48/49 мощностью 1140 л. с.

Поставки МВ.131 французским ВВС начались летом 1938 г. В сентябре 22-я эскадра в Шартре начала переучивание на новую технику. В январе 1939 г. за ней последовала 1 -я группа 5-й эскадры (GRI/55) на аэродроме Брон под Лионом. Следующей весной на МВ.131 перешла 14-я отдельная авиагруппа (GAA14) в Мурмелоне и 1-я группа 35-й эскадры (GRI/35). На 3 сентября 1939 г. французские ВВС включали несколько авиачастей на МВ.131 - GAA14, GRI/ 22, GRII/22, GRI/35, GR1/55, GRII/55 во Франции и GR1/61 в Северной Африке.

С самого начала боевых действий МВ.131 из GAA14, GRII/22 и GRII/55 начали выполнять дневные разведывательные полеты над Сааром и районом Пфальца, а по ночам летали над долиной Дуная. Однако вскоре стало очевидно, что данные самолетов этого типа

недостаточны для действий днем. Машины уже устарели и их применение вскоре ограничили исключительно ночными операциями. Затем началось перевооружение на новые самолеты Потэ 63.11. Часть самолетов, сданных другим разведывательным группам, досталась GRI/36 и GRII/36, применявшим на фронте смесь Потэ 540, Потэ 637 и MB. 131 до перехода на Потэ 63.11.

К 10 мая 1940 г. все группы, за исключением GRI/61, летавшей на МВ.131 в Северной Африке, уже заменили материальную часть и старые самолеты практически исчезли из состава частей первой линии французских ВВС в Европе.

После капитуляции некоторое количество МВ.131 осталось в не окулированной зоне. Часть из них переделали в буксировщики мишеней. В подфюзеляжной гондоле установили лебедку и барабан для троса. Такие машины использовались авиацией правительства Виши.