W 1941 r. rozpoczęto loty rozpoznawcze nad ZSRR, początkowo Dorniery startowały z lotnisk na terenie Generalnego Gubernatorstwa, od marca operowano z terenu Rumunii, Węgier i Finlandii. Zmiana planów wojennych III Rzeszy spowodowała przeniesienie Do 215 w rejon Morza Śródziemnego skąd dokonywały rozpoznania w Jugosławii i Grecji.
Po ataku III Rzeszy na Związek Radziecki Dorniery skierowano do wykonywania intensywnych lotów rozpoznawczych nad Ukrainą oraz w rejonie Moskwy. 10 samolotów Dornier Do 215B-4 zostało skierowanych do Nocnej Grupy Dalekiego Rozpoznania Głównodowodzącego Luftwaffe. W 1942 r. rozpoczęto wycofywanie Dornierów Do 215 ze służby w jednostkach rozpoznawczych. Uznano, że nie spełniają wymogów ówczesnego pola walki. Samoloty były sukcesywnie przesuwane do wykonywania innych zadań, część z nich została przekazana Węgierskim Siłom Powietrznym.