140 MB.151 étaient pris en charge par l'Armée de l'air à la date du 10 mai 1940 et 16 à l'Aéronautique navale, aucun d'eux n'allait être affecté au combat pour performances et armement insuffisants. 9 appareils ont été livrés à l'armée de l'air grecque,
il est assemblé à partir de la cellule de n°433 de l'appareil de série MB 151 en octobre 1938. Les performances du MB 152 dont en net progrès par rapport au MB 151, avec un moteur 14N-25 (hélice Gnôme Rhône fixe réglable au sol) ou 14N-49 (hélice Chauvière 371 à pas variable avec butées) de 1100 chevaux. La vitesse maxi atteint 510 km/h avec l'hélice à pas variable. Le poids au décollage est de 2748kg. L'armement devient conséquent avec 2 canons de 20mm HS404 et 2 mitrailleuses MAC34 de 7,5mm. 482 unités construites, dont 288 avec le moteur N-49 et hélice à pas variable Chauvière, et seulement 196 acceptés comme "bons de guerre".
un seul prototype équipé d'un moteur Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp engine,
étude avec un moteur Wright R-1820 Cyclone, jamais construit,
Le MB.155 devait être l'avion "définif" de la série des MB.150, mais il arriva trop tard et les améliorations, bien que réelles, ne furent pas aussi nettes qu'attendu: autonomie accrue avec 720 litres de carburant, un dessin plus aérodynamique du capot moteur (on le reconnait à coup sur à l'absence de bossage sur celui ci). La motorisation était inchangée, avec le 14 N-49. La vitesse maximale progressait un tout petit peu à 520 km/h, l'autonomie passait de 540km à 1050km! En revanche, le poids au décollage augmentait de 100kg, faisait chuter le taux de montée. Armement inchangé par rapport au 152. Production: un prototype, un MB.152 converti, et 29 appareils construits (sur une commande totale initiale de 400 unités).
prototype, issu du MB 152, mais complètement redessiné, équipé d'un moteur Gnome-Rhône 14R de 1700 ch. premier vol en mars 1942.
Si le manque d'équipements (hélice, armement) compliqua quelque peu sa mise en service et sa disponibilité avant mai 40, le Bloch MB.152 fut un des chasseurs français les plus utilisés dans les dernières semaines de combats. Le MB 152 équipait les unités suivantes: GCI/1 et II/1, II/6, I/8 et II/8, II/9 et III/9, II/10 et III/10, et les escadrilles AC2 et AC3 de l'Aéronavale, ce qui est peu au regard du total des unités produites.
Il fit preuve d'une trop nette infériorité face au Messerschmitt Bf 109, auquel il rendait de 50 à 70 km/h, pour pouvoir le combattre efficacement. Le MB 152 était cependant apprécié pour son armement (les pilotes de Curtiss H.75 Hawk enviaient ses canons de 20mm), pour sa stabilité et facilité de pilotage et pour sa grande résistance aux coups, l'un d'eux est d'ailleurs rentré avec 360 impacts de projectiles !
Il faut noter cependant que comme la plupart des avions de chasse français de l'époque, il souffrit de problèmes de fonctionnement difficile de ses armes en altitude: faute d'un dispositif de rechauffement, le froid figeait les graisses et bloquaient les armes. La solution passa par le système D: dégraisser les armes! Elles s'usaient plus vite mais au moins elles tiraient!
Le 3 juin 1940, jour de l'opération Paula (bombardement de Paris par 200 bombardiers allemands et 150 chasseurs) fut un jour noir pour la chasse française et tout particulièrement pour les Bloch 152 chargés de la défense de la capitale qui furent avertis trop tard et donc soit massacrés sur leur terrain, soit massacrés en vol faute d'avoir pu se rassembler et atteindre une altitude suffisante.
Au final de la campagne de France, le Bloch 152 a été crédité de 146 victoires sures et 34 probables (source Le Fana de l'Aviation n°8). Attention, ce chiffre officiel est à rapporter au "1000 victoires officielles" de l'Armée de l'air, chiffre hautement contesté aujourd'hui.
A l'armistice, du fait de son rayon d'action limité il fut décidé que les MB152 resteraient en métropole, pour assurer la défense de la zone libre, contrairement aux Dewoitine D520 et Curtiss H.75 Hawk qui furent envoyés en Afrique du Nord.
Le rôle joué par les MB 151 grecs est inconnu.