Re.2001 GV to eksperymentalna wersja myśliwsko-bombowa, która miała być używana do atakowania z lotu nurkowego lotniskowców. Wzmocniono w niej kadłub, tak aby mogła przenosić bomby o masie do 640 kg. Modyfikowano też kontrolę napędu, manetkę gazu i kąta ustawienia śmigła. Podczas testów w locie nurkowym, z pułapu 6000 m do 2000 m (pod kątem 70 stopni) osiągnięto prędkość 950 km/h, nie notując uszkodzeń samolotu. Zbudowano jedynie kilka egzemplarzy tej wersji.
Powstała też wersja Re.2001 CN, jako nocny myśliwiec, wyposażony w tłumiki płomieni na rurach wydechowych, uzbrojona w 2 działka kal. 20 mm, umieszczone w gondolach pod skrzydłami, bez karabinów maszynowych. Z uwagi na trudności w dostawie działek wiele egzemplarzy zachowało klasyczną wersję uzbrojenia, czyli kaemy 2 x 12,7 mm i 2 x 7,7 mm. CN mogła też przenosić do 640 kg bomb a w ostatnich egzemplarzach również dodatkowy zbiornik paliwa. Zamówiono 50 egzemplarzy tej wersji, jednak wyprodukowano tylko 34.
W fazie prototypów pozostały wersje niszczyciela czołgów Re.2001H, a także wersja zdolna do przenoszenia torped Re.2001G.
W warunkach polowych na niektórych maszynach Re.2001 montowano aparaty fotograficzne i wykorzystywano je do zadań rozpoznania fotograficznego.