Po wyprodukowaniu 160 egzemplarzy Ro.37 z silnikiem Fiat, wytwórnia rozpoczęła w 1935 roku produkcję zmodyfikowanej wersji Ro.37 bis, wyposażonej w 7-cylindrowy silnik gwiazdowy Piaggio P.IX R.C. Zbudowano 475 samolotów tej wersji. Obie wzięły udział w wojnie włosko-abisyńskiej i w hiszpańskiej wojnie domowej. Także lotnictwo nacjonalistów hiszpańskich otrzymało 68 maszyn Ro.37 bis. Były one używane przez Ejército del Aire do 1945 roku.
W chwili wypowiedzenia przez Włochy wojny Francji i Wielkiej Brytanii 10 czerwca 1940 roku, lotnictwo włoskie dysponowało 275 samolotami Ro.37 obu wersji. Były one użyte w wojnie przeciwko Grecji i w Afryce Północnej. Nieliczne towarzyszyły jeszcze wojskom włoskim na froncie wschodnim. Jednak już od 1942 roku były zastępowane w linii przez nowsze typy samolotów rozpoznawczych, głównie Caproni Ca.311 i jego wersje rozwojowe.
Oprócz lotnictwa Włoch i Hiszpanii Ro.37 były użytkowane przez siły zbrojne Węgier (14 egz.), Austrii (8 egz.), Afganistanu (16 egz.), Ekwadoru (10 egz.) i Urugwaju (6 szt.).