Соответственно, вооружение и прочее военное оборудование не устанавливалось. Работы над первым прототипом самолёта, получившим обозначение D.550, начались зимой 1939 года, и уже летом опытный экземпляр был готов к полётам. От своего прототипа – истребителя D.520C1, рекордный самолёт отличался более плавными формами и практически полным отсутствием выступающих частей, за исключением выхлопных патрубков и радиатора.

Первый полёт D.550-01 состоялся 23 июня 1939 г., после чего сразу приступили к подготовке рекордного вылета. Спустя четыре месяца – 23 октября, был установлен новый рекорд Франции – D.550-01 развил максимальную скорость 677 км\ч на высоте 7000 метров. Хотя по правилам ФАИ это достижение не регистрировалось официально, успех французских инженеров был очевиден. Не останавливаясь на достигнутом фирма провела модернизацию самолёта, ещё раз облагородив аэродинамику и установив форсированный двигатель Hispano-Suiza 12Y-51 мощностью 1300 л.с.

В ноябре 1939 года летчик-испытатель Марсель Дорэ развил на улучшенном D.550 скорость 700 км\ч, а высоту 6000 метров самолёт набирал за 4 минуты 25 секунд. Максимальная скорость, которую удалось получить на этом самолёте, составила 703 км\ч на высоте 6600 метров – этот показатель был достигнут 2 февраля 1940 г. Ближе к завершению программы на D.550-01 установили два подкрыльевых радиатора, вместо одного подфюзеляжного. Последний полёт он сделал 27 мая 1940 г. Судьба этой машины затем сложилась достаточно трагично.

После фашистской оккупации D.550, хотя он и вызвал интерес у немецких специалистов, поставили на хранение и полётов он более не совершал. Оставаясь на аэродроме в T oulouse-Francazal этот самолёт три года ржавел без работы, пока не был уничтожен после очередного налёта союзников в начале 1944 г.

Высокие скоростные характеристики D.550 позволили разработать на его основе истребительный вариант, обозначенный как D.551. Фирма Dewoitine начала проводить работы в этом направлении одновременно с выдачей французским Министерством Авиации спецификации на новый истребитель. Техническим заданием А23 предусматривалось создание самолёта, который обладал скоростью 650 км\ч на высоте 7000 метров, дальностью полёта 1500 км, а высоту 7000 метров он должен был набирать за 11 меинут.

Состав вооружение истребителя, оговоренный в спецификации, был весьма мощным: одна 20-мм пушка и шесть 7,5-мм пулеметов или две 20-мм пушки и четыре 7,5-мм пулемета. Конструкция рекордного D.550 осталась прежней, если не считать увеличенного до 9,33 м размаха крыла. Самолёт также оснастили прицелом, кислородным прибором и прочим оборудованием, необходимыми боевой машине. Ёмкость топливных баков, при этом увечили с 300 до 410 дм.куб. Правда, вооружение оказалось не таким уж мощным.

Как показали расчеты, если следовать спецификации, то масса D.551 превысит допустимую норму и скорость окажется ниже 650 км\ч. Тогда решили сократить количество стволов, установив четыре 7,5-мм пулемета в крыле и один такой же пулемет устанавливался вместо пушки в развале цилиндров двигателя Hispano-Suiza 12Y-51.

Вначале министерство заказало только два прототипа D.551, однако в декабре 1939 года последовал новый заказ на 10 предсерийных самолётов. Планировалось, что прототипы станут эталонами для серийных истребителей, причем в планах было оснащение D.551 20-мм мотор-пушкой – этот вариант получил название D.552. Впоследствии число серийных истребителей довели до 100 экземпляров.

Казалось, что сохранив преемственность конструкции с серийными D.520 можно будет быстро наладить выпуск D.551, заменив ими более старые самолёты. Производство D.551 развернули на предприятии концерна SNCAM в Bagneres-de-Bigorre, где на выпуск каждого самолёта затрачивалось около 4000 человеко-часов. Тем не менее, на вооружение Arme de l`Air они поступить на успели.

К 25 июня 1940 г., когда Франция вышла из войны, успели построить оба прототипа и почти достроить 18 серийных истребителей, 3 из которых находились на финальной стадии сборки. Пока немецкая администрация определялась, как поступить с французскими программами по строительству перспективных боевых самолётов, испытания D.551 откладывались на неопределённый срок и в конечном итоге все недостроенные самолёты разобрали, а оба прототипа переделали в спортивные самолёты. Эти самолёты, названные D.560 (вторые с таким же названием), был готовы в январе 1941 года, но ни одного полёта они так и не сделали. Программа строительства D.551\D.552 была окончательно закрыта, поскольку тогда посчитали, что для обновляемых "ВВС Перемирия" более приемлемым выходом будет продолжение строительства D.520C1.