SM.84 стал первым итальянским не поплавковым торпедоносецем, с самого начала проектировавшийся как таковой.

Первый полёт опытного образца SM.84 состоялся 5 июня 1940 года. При дальнейших испытаниях выяснилось, что обновленная мотоустановка оказалась хуже старой, а недостаточная площадь оперения, в совокупности с большой удельной нагрузкой на крыло, создавало массу проблем с управляемостью в полете и при взлете. Недостатки SM.84 посчитали обычными "детскими болезнями" и в конце 1940 года торпедоносец был запущен в серийное производство. Из заказа на 309 серийных самолётов было изготовлено только 246, при этом не всем из них довелось поучаствовать в боевых действиях.

Пилоты морских авиагрупп, начавшие менять свои SM.79 на SM.84 с февраля 1941 года, не проявляли большого удовлетворения новой машиной. Особенно сильные нарекания вызывала работа двигателей, из-за которых происходила половина лётных инцидентов. Здесь следует учитывать и тот факт, что средняя продолжительность жизни пилотов-торпедоносцев составляла, в среднем, три боевых вылета, а терять драгоценные самолёты и их экипажи по причине технических недостатков было выше всяких сил. Тем не менее первое время пилоты SM.84 добились неплохих результатов. На их счет в ночь с 14 на 15 ноября 1941 года были записаны два транспортных судна "Empire Defender" и "Empire Pelican" общим тоннажем более 10000 брт. После этого охота за конвоями и одиночными транспортными кораблями больше не приносила положительных итогов. Ситуация для SM.84 начала стремительно ухудшаться. Так, в день проведения союзниками операции "Torch" с аэродрома в Сардинии для нанесения торпедного удара по порту Боне были подняты десять SM.84 и шесть истребителей МС.202. Попав в неблагоприятные погодные условия экипажи торпедоносцев потеряли сопровождавшие их МС.202 и были вынуждены продолжить выполнение боевого задания без них в результате чего три самолёта были сбиты английскими истребителями, три тяжело повреждены и разбились при посадке, и ещё один торпедоносец приземлился с убитыми и ранеными летчиками на борту. Хотя подобный случай не следует считать типичным в боевой работе SM.84, потери среди самолётов этого типа были фактически равны потерям среди SM.79. Получив такие известия итальянские ВВС начали обратный процесс перевооружения на многоцелевые бомбардировщики SM.79 (а с 1943 года и на SM.79bis). К августу 1943 года торпедоносцы находились на вооружении только одной группы - 98 Gr.B.T., состоявшую из 11 SM.84, а к 8 сентября в составе Regia Aeronatuca не было ни одного пригодного к боевым вылетам торпедоносца.

Вот так бесславно закончилось боевое применение SM.84 на Средиземном море. Несколько экземпляров таких самолётов ещё использовалось некоторое время в качестве военно-транспортных машин. В середине 1943 года небольшая партия SM.84 в транспортном варианте была передана немцами Словацким ВВС, ощущавшим острую нехватку любой авиационной техники. Это последнее упоминание о SM.84, которые даже не смогли составить достойную конкуренцию своему прототипу - бомбардировщиком SM.79.

 После капитуляции Италии в войне практически не использовался, но отдельные машины служили как учебные до 1946 г.