Разработки самолета велись в полной тайне - официально этот проект был зарегистрирован в Interalliierten Luftfahrt-Garantie-Komitee (ILGK) как почтовый самолет с двигателем Armstrong Siddeley Puma мощностью 240 л.с.

В 1925 году детали конструкции HD.33 выпустили на Ernst Heinkel Flugzeugwerke, а затем в разобранном виде перевезли в Швецию, на завод "своей" компании Svenska Aero AB (будущий SAAB) в Стокгольме. После сборки прототипа (W.-Nr. 237) на испытания приехал сам Хенкель с большой группой инженеров.

В результате выяснилось что летные характеристики самолета оказались ниже расчетных и HD.33 вернули в Германию, где на него установили более мощный BMW VI 7.3 (750 л.с) и новый радиатор. Модернизированный самолет испытал пилот Эберхард Мохнике (Eberhard Mohnicke).

После испытаний разведчик-бомбардировщик планировалось передать в летный центр в Липицке, но военные отказались от этой идеи. Не прошло так же предложение Хенкеля в ILGK построить гражданскую версию самолета HD.33a с шестицилиндровым двигателем BMW IV мощностью 250 л.с. (180 кВт).

Причины отказа военных не известны, но в 1927 году в планах развития будущих Люфтваффе уже числился двухмоторный HD.34, а затем и HD.41, пока наконец в серию не пошел HD.45 (He.45).