Следующим строившимся вариантом был Re.2001CN (Caccia Notturrna — ночной истребитель), вооруженный двумя пушками Маузер MG-151 калибром 20-мм, размещенными в характерных «ванночках» на месте первоначальных пулеметов калибром 7,7-мм. Однако, трудности в поставках пушек привели к тому, что большинство самолетов сохранило первоначальное вооружение.
Было заказано 50 самолетов этого варианта (построили же всего 34 машины). Некоторые истребители CN получили могучие цилиндрические пламегасители на выхлопные патрубки двигателей. Один самолет под обозначением Re.2001H был переоборудован как экспериментальный противотанковый штурмовик, но до его серийного производства дело не дошло, как и у специализированного торпедоносца Re.2001G. Этот прототип после капитуляции Италии был уничтожен.
Известно, что некоторые Re.2001 имели оборудование для фоторазведки — один вертикальный фотоаппарат в правом корне крыла. Для перспективной съемки некоторые Re.2001 получили два контейнера для фотоаппаратов в передних кромках крыла приблизительно на полуразмахе. Эти доработки проводились в полевых условиях.
Один из предсерийных самолетов Re.2001 (ММ8075) получил оборудование для сброса специальной бомбы, частично снаряженной сжатым воздухом. Испытания этого необычного оружия столкнулись с трудностями и разработка была остановлена.
Ко дню капитуляции Италии было изготовлено 237 самолетов Re.2001 всех вариантов.
Фалько II, переданные итальянским ВВС, прежде всего попали в учебные подразделения, а бой вступили только в феврале 1942 года на Сицилии. Их основной задачей было сопровождение бомбардировщиков в налетах на Мальту. Здесь они столкнулись с истребителями Спитфайр Mk.V и Харрикейн Mk.II. До высоты 7000 м Фалько II был равным соперником для британских истребителей (старших версий), но выше превосходство переходило к защитникам Мальты. Самолеты Re.2001 постепенно поступили на вооружение 2, 22, 24, 59, 60, 160 и 167 истребительных групп (Gruppo di Caccia). Другим полем боя Re.2001 22-й истребительной группы была Сардиния. Самолеты Re.2001 CN служили преимущественно в подразделениях, дислоцированных в Северной Италии, где действовали в составе 59-й и 60-й истребительных групп против Галифаксов, Стрирлингов и Ланкастеров RAF. К моменту капитуляции Италии в составе ВВС оставалось всего семьдесят три самолета Re.2001 всех вариантов.
Первой, 9 сентября 1941 года, Re.2001 получила 2-я истребительная группа в Равенне, состоящая из трех эскадрилий -150, 152, и 358. Группу возглавлял Джузеппе Бейлон (Giuseppe Baylon). К концу года эскадрилий приняли 28 самолетов, а 10 мая 1942 года они были переброшены на Сицилию. Их основной задачей было сопровождение бомбардировщиков в налетах на Мальту, находившуюся приблизительно на 88,5 км южнее. Британское присутствие на Мальте угрожало маршрутам поставок из Италии войскам Оси на Севере Африка.
