Ostatnią produkowaną wersją rozwojową był BR.20bis z całkowicie przeszklonym dziobem, wciąganym kółkiem ogonowym, bardziej opływowym kadłubem, spiczastymi statecznikami, poprawionymi osiągami, uzbrojeniem obronnym zwiększonym do pięciu karabinów maszynowych i poprawionym opancerzeniem. Prototyp opracowano pod koniec 1940 roku w Turynie. 15 tego typu bombowców zostało wyprodukowanych od marca do lipca 1943 roku. Dalszej produkcji zaniechano z powodu unifikacji uzbrojenia włoskich jednostek bombowych (przejście na samoloty CANT Z.1007 Bis/Ter i CANT Z.1018) oraz z powodu zniszczenia zakładów Aeritalia przez alianckie bombowce. Do napędu BR.20bis użyto silników Fiat A.82 RC.42 o mocy 1250 KM montowanych w zmodyfikowanych gondolach silnikowych.
Użycie bojowe w lotnictwie włoskim 25 września 1936 roku pierwsze egzemplarze serii produkcyjnej przekazano do 13. Stormo Bombardamento Terrestre (BT) w Lonate Pozzolo, gdzie zastąpiły starsze Savoia-Marchetti SM.81. Kolejne wyprodukowane egzemplarze trafiły do 7. Stormo BT stacjonujące również w Lonate Pozzolo. W czerwcu 1937 roku dwa BR.20 przydzielono do 14. Stormo BT w Benghazi w celu przetestowania w warunkach pustynnych. Dwa kolejne służyły w 15. Stormo BT na lotnisku w Castelbenito w Libii. Sukcesywnie trafiały na wyposażenie innych jednostek.