Первый вылет С-3601 состоялся 15 мая 1939 г. Затем на протяжении трех месяцев самолет вполне благополучно проходил заводские испытания. Настало время передать его военным для продолжения тестирования, но перед этим решили провести серию полетов с разгоном до максимальных скоростей. В одном из них летчик-испытатель Эрнст Висс (Ernst Wyss) выполнил пикирование с высоты 3000 м. Самолет сначала вел себя нормально, но на выходе началась сильнейшая вибрация, в результате которой отвалились оба элерона. Машина разбилась. Висс сумел спастись с парашютом. В причине возникновения вибрации тогда не разобрались.

Опытные самолеты С-3601 (вверху) и С-3602

Тем не менее, результаты проведенных испытаний признали многообещающими, и работу решили продолжить. В Тюне приступили к постройке второго прототипа С-3602. Помимо усиленной конструкции, он отличался более мощным двигателем Hispano-Suiza 12 Y-51 в 1000 л.с. с винтом EW-V7. В воздух самолет поднялся 30 ноября 1939 г. и до конца апреля 1940 г. благополучно прошел заводские испытания. 13 мая его передали на войсковые, которые также прошли без неприятных сюрпризов и завершились 30 мая. В частности, в одном из этих полетов удалось получить скорость 440 км/ч.

29 июля был подписан контракт на поставку 57 самолетов. В связи с тем, что КТА потребовал довести горизонтальную скорость полета до 470 км/ч, самолет решили оснастить убираемым шасси. Первыми его получили 10 машин установочной серии, имевшие обозначение С-3603-0. Доработка оказалась удачной: максимальная скорость выросла до 476 км/ч. Кроме того, на этих машинах усилили вооружение: вместо одного оборонительного пулемета установили «спарку», а под крылом разместили 8 узлов для подвески 400 кг авиабомб калибром от 1,5 до 200 кг.

Головной самолет установочной серии (борт С-401) совершил первый полет в Тюне 23 сентября 1941 г. Его оставили в распоряжении EKW. В феврале-мае 1942 г. были сданы еще 9 машин (С-402-С-410), которые передали для освоения в войска. При этом военные вернули прототип С-3602 в Тюн, где он длительное время использовался для различных наземных испытаний.

Первые отзывы о самолете, пришедшие из частей, настораживали: летчики сообщали о возникновении вибрации на больших скоростях. В Тюне к этому отнеслись со всей серьезностью и решили провести на С-401 программу специальных испытаний. 6 июня 1942 г. при разгоне на пикировании у самолета разрушилось крыло, и он разбился. Погиб экипаж в составе к-на Жана Рубати (Jean Roubaty) и л-та Ганса Эндерли (Hans Enderli). В ходе расследования специалисты пришли к выводу, что причиной катастрофы стал флаттер крыла, вызванный закругленными законцовками. Крыло модернизировали, «обрезав» законцовки. Его размах и площадь уменьшились. Проблему флаттера удалось решить. Однако еще 25 самолетов построили в прежней конфигурации, к тому же эти машины оснащались оборонительными установками с одним пулеметом. Все остальные серийные изделия, известные как С-3603-1, выпускали уже с модернизированным крылом.

Еще в июле 1941 г. заказ на С-36 вырос до 200 машин, но в апреле 1942 г. его сократили до 150. Выпуск осуществлялся с мая 1942 г. по июнь 1944 г. на заводах компаний Eidgenossischen Flugzeugwerk (F+W), Dornier Flugzeug, Pilatus Flugzeugwerk, которые находились в городах Эммен, Альтенрайн и Штанс. За эти годы построили 141 экземпляр (С-411-С-552), а в ноябре 1947-апреле 1948 годов из оставшегося задела собрали еще 6 самолетов (С-555-С-560).

Самолет С-3603 ранних серий выпуска с крылом, которое еще имело закругленные законцовки, и одноствольной оборонительной установкой

Сборка самолетов С-3603 установочной серии

Приборные доски летчика и летнаба. Справа: оборонительная установка самолета С-3604

Между тем, в EKW продолжали работать над совершенствованием своего детища. В частности, был разработан вариант С-3604 с двигателем Saurer YS-2 взлетной мощностью 1410 л.с. и 4-лопастным ВИШ. Кроме того, на нем усилили вооружение: крыльевые пулеметы заменили 20-мм пушками FF-K 45, бомбовую нагрузку увеличили до 600 кг. Прототип самолета (борт С-601) поднялся в воздух 21 августа 1944 г. В ходе испытаний он показал хорошую скорость 560 км/ч. Зимой 1944-45 годов были построены еще два прототипа (С-602 и С-603). КТА первоначально заказал 100 самолетов, но позже сократил свой аппетит до 50. Однако ненадежная работа винтомоторной установки затянула доводку самолета, и установочную серию из 10 единиц (С-604-С-613) удалось выпустить только в 1947-51 годах. Продолжать производство не было смысла, ибо С-3604 к тому времени уже устарел безнадежно.

Поступление самолетов С-3603 в войска началось в январе 1943г., когда их получили 16-яи 17-я авиароты. Затем новые машины прибыли в 1-ю, 2-ю, 10-ю и 11-ю роты. Отсутствие учебных «спарок» привело к тому, что процесс освоения С-3603 затянулся. Возможно, поэтому на протяжении почти всей войны в подразделениях продолжали служить и устаревшие С-35.

Во время войны в Европе экипажи С-3603, как правило, летали на патрулирование воздушных границ и перехват нарушителей. Согласно официальным данным, ни боевых успехов, ни потерь за ними не числилось. Однако в авариях и катастрофах были разбиты 11 самолетов.

В то же время, в боевой летописи 359-й истребительной авиагруппы ВВС Армии США отмечен бой, который провел на «Мустанге» 10 сентября 1944 г. л-т Кеннет И. Хобсон (Kennet I. Flobson) из 369-й АЭ, участвовавший в прикрытии налета В-24 на Штутгарт. Летчик докладывал, что пара самолетов, с которыми он дрался, были «целиком окрашены в черный цвет, выглядели как Р-40, были оснащены двухкилевым оперением наподобие В-25 и несли опознавательные знаки в виде белых крестов на красном фоне». Американец описал явно швейцарские С-3603. В ходе боя Хобсон выпустил несколько прицельных очередей по ведомому самолету противника, тот пытался маневрировать на малой высоте, но зацепил левой плоскостью дерево и разбился. Однако неприятельский ведущий зашел «Мустангу» в хвост и обстрелял его. Хобсон увернулся от очереди, и противник ушел восвояси. Американец утверждал, что бой проходил, примерно, в 110 км к северу от швейцарской границы в глубине германской территории. Швейцарская сторона признает этот бой, но указывает, что он состоялся у н.п. Ле Ранжье, который расположен на территории Конфедерации в 5 км от французской и 30 км от немецкой границ. С американцами сражалась пара С-3603 из 11-й роты. Оба самолета благополучно вернулись на базу лишь с несколькими пулевыми пробоинами.

Серийный самолет С-3603-1

Самолет С-3604 был вооружен двумя крыльевыми пушками

Завершение вынужденной посадки одного из С-3603

После завершения войны служба самолетов С-3603 продолжилась. Интересно, что в октябре 1945 г. борта С-553 и С-554 переоборудовали в учебно-боевые С-3603-1Тг. На них демонтировали оборонительную установку, а в кабине летнаба организовали место летчика-инструктора. Остальное вооружение сохранили. Когда боевые С-3603 сняли с вооружения, «спарки» разоружили и переоборудовали для подготовки экипажей буксировщиков воздушных мишеней, а затем до 1974 г. использовали в качестве летающих лабораторий.