Son premier vol a lieu en 1929 et il entre en service actif à partir de 1930. Plusieurs avions modifiés battront des records de distance.
Les 2 prototypes Breguet 330 sont utilisés pour des vols de longue distance. Le premier avion a volé de Paris à Hanoïen, piloté par Paul CodosetHenri Robida en 7 jours, 9 heures et 50 minutes, et avec un vol retour en 3 jours 4 heures et 17 minutes.
Le second avion (nommé Joé III) a volé, piloté par Maryse Hilsz pour un tour d'Asie, visitant Calcutta, Saigon, Hanoï, et Tokyo avant de retourner à Paris via Saigon, couvrant environ 35 000 kilomètres. Maryse Hilsz a aussi gagné la Coupe Hélène Boucher de 1936 en volant sur un Breguet 27 à la vitesse moyenne de 277 km/h.
L’armée de l'air française a commandé 85 Breguet 270 en 1930. En 1932, 45 Breguet 271, avec un moteur plus puissant de 650ch et une charge d'emport plus lourde ont été commandés. Les anciens Breguet 270 ont été modifiés pour le transport de personnalités.
Trois groupes aériens d'observation de l’armée de l'air française sont encore équipés de ces avions au déclenchement de la Seconde Guerre mondialeen. Largement surclassé par les chasseurs allemands, il est rapidement retiré du front après avoir subi plusieurs pertes[réf. nécessaire].
Version propulsée par un moteur Gnome et Rhône 9Kdrs, 2 construits .
Bre.272 TOE (Théâtres d'opérations extérieurs)
Version optimisée pour des conditions coloniales difficiles avec un moteur en étoileRenault 9Fas, 1 construit.
Bre.273
Variante de bombardement-reconnaissance pour l'exportation, propulsée par un moteur Hispano-Suiza 12Ybrs, 13 construits et un converti à partir d'un Bre 270. 10 autres ont été construits pour la Chine propulsé par un moteur Hispano-Suiza 12Ydrs, avec trois également modifié avec un moteur Hispano-Suiza 12Ybrs suralimenté.
Bre.274
Version propulsée par un moteur Gnome et Rhône 14Kdrs, piloté par Maryse Hilsz en 1936, 1 construit.
Bre.330
Version haute-altitude du Breguet 27 avec un moteur Hispano-Suiza 12Nb, dont un plus tard redésigné Bre.27S, 2 construits.
Bre.330.01
Deuxième prototype Bre.330 optimisé pour vol de longue durée.