Służba Myśliwce Nieuport 24 używało podczas I wojny światowej lotnictwo francuskie – Aéronautique Militaire pod wojskowym oznaczeniem Nieuport 24C1 począwszy od połowy 1917 roku, jak również lotnictwo brytyjskie, włoskie i rosyjskie. Samolot ustępował jednak swojemu konkurentowi ze stajni SPAD – modelowi S.VII i szybko przekwalifikowano go na treningowy (pod oznaczeniem Nieuport 24E1). Co jednak ciekawe, czołowy francuski as myśliwski Charles Nungesser wolał używać Nieuporta 24 niż nowszego SPAD S.XIII. Stany Zjednoczone zakupiły do szkolenia 121 takich maszyn, a później jeszcze 140 egzemplarzy wersji 24bis. Jako bojowe służyły natomiast dłużej w lotnictwie Rosji Radzieckiej, m.in. podczas wojny polsko-bolszewickiej w latach 1919–1920.
Służba w lotnictwie polskim W polskim lotnictwie służyło kilka egzemplarzy samolotów Nieuport 24 i 24bis, które zdobyto na froncie wschodnim. Jedyna maszyna w wersji 24C1 o numerze 5424, którą zdobyto 19 kwietnia 1919 roku w Wilnie, używana była w 4 eskadrze wywiadowczej do 1920 roku. Samolot wyróżniało godło, którym był diabeł z widłami. Pozostałe egzemplarze zdobyczne (5 sztuk) były w wersji 24bisC1 i służyły w 1., 2., 5., 6., 8. i 14 eskadrze wywiadowczej. Po wojnie ocalałe samoloty znalazły się w szkołach lotniczych. Egzemplarz nr 5086, stanowiący po wojnie własność mjr pil.