Pierwsze samoloty tego typu wykorzystano już podczas wojny domowej w Hiszpanii w 1936 w liczbie dziesięciu sztuk. Utworzyły tam morską eskadrę rozpoznawczą AS/88 w składzie Legionu Condor. Głównym zadaniem samolotów miało być zwalczanie żeglugi w charakterze bombowców torpedowych, jednak w praktyce okazało się, że sprowadzane norweskie torpedy były wadliwe i rozpoczęto loty bombowe. Wodnosamoloty były też wykorzystywane do bombardowań portów, mostów i celów położonych w głębi lądu. Piloci starali się dotrzeć nad cel lotem szybowym, przy wyłączonych silnikach, na niewielkiej wysokości. W styczniu 1939 r. samoloty wsparły powstanie na Minorce, brały też udział w nalotach na Tarragonę oraz San Felin de Guixos. W trakcie wojny domowej samoloty te zatopiły łącznie 52 statki. Ze służących 27 Heinkli w Hiszpanii 17 zostało zniszczonych, jednak większość utracono w wypadkach.
Przez pierwsze miesiące II wojny światowej He 59 był używany jako samolot torpedowy, bombowy lub stawiający miny. W 1940-1941 używano go do działań rozpoznawczych, a w 1941-1942 także jako samolot transportowy i szkoleniowy.