Головной серийный "Энсон" I с номером Кб 152 вышел из цеха завода в Вудфорде под Новый год – 31 декабря. В феврале 1936 г. первые машины этого типа получила 48-я эскадрилья в Мэнстоне. 6 марта ее официально объявили боеспособной.
В этом же году "Авро" получила новый заказ на 135 "Энсонов". Машины этой партии (начатой 3-й серией) должны были отличаться металлическим каркасом элеронов (вместо старого деревянного) и новым, менее покатым, козырьком кабины с форточкой с левой стороны. Такие самолеты строились с 1938 г. С самолета К8720 ввели посадочные щитки Шренка.
Тем временем к "Энсону" проявили интерес и за рубежом. Первые 12 машин заказала Австралия. Их собрали и отгрузили к 19 ноября, но австралийцы затребовали еще 36. Последние десять из них, в отличие от предназначенных для английских ВВС, комплектовались специальным усовершенствованным набором приборов для слепого полета фирмы "Сперри". Позднее самолеты этого типа закупались и как учебные. В общей сложности, до начала войны Австралия получила 80 "Энсонов".
Три самолета 3-й серии отправили в Финляндию, один продали Эстонии. Этот последний, выпущенный 25 октября 1937 г., первоначально нес номер К8741, а в Эстонии – "158". Вместе с другой материальной частью эстонских ВВС он в 1940 г. достался Красной Армии. В отличие от многих других бывших эстонских самолетов, он не пошел на слом, а вошел в состав корпусной авиаэскадрильи 22-ю территориального корпуса РККА и вместе с ней встретил начало войны в Прибалтике. О его дальнейшей судьбе ничего неизвестно.
В октябре 1936 г. одну машину без вооружения, получившую гражданское обозначение SU-AAO, перегнали в Египет. Там ее собирались испытать на предмет возможной закупки этого типа для оснащения бомбардировочно-транспортной эскадрильи египетских ВВС. Самолет официально обозначался как "Энсон" И, поскольку имел ряд отличий от "Энсона" I. Например, дверь у него находилась с левого борта (как у "Авы" и "Авалона"), а не справа, как у боевых машин. Этот образец так и остался единственным.
И позднее нередко на "Энсон" поступали заявки из-за рубежа. Начиная с марта 1937 г., четыре самолета отправили в Ирландию. Там ими укомплектовали патрульное звено Береговой охраны. 25 штук заказали турки, но перед началом второй мировой войны успели отправить только шесть; остальные реквизировали английские ВВС. В июне 1939 г. 12 "Энсонов" перелетели в Грецию. Они потом участвовали в боевых действиях против вторгшейся итальянской армии. После вступления в апреле 1941 г. в войну против Греции Германии часть их попала в руки немцам, а нескольким машинам удалось перелететь в Египет, где их использовали англичане. В 1938-39 гг. несколько "Энсонов" королевские ВВС подарили Ираку. По иронии судьбы, они были уничтожены при ударе английской авиации по иракскому аэродрому 2 мая 1941 г., во время мятежа Рашида Али, поддержанного немцами.
Но львиная доля всех выпущенных "Авро" машин этого типа досталась созданному в 1936 г. Береговому командованию королевских ВВС. Простой и надежный самолет получал там все более широкое распространение. 26 июня 1937 г. на воздушном параде в Хендоне над головами зрителей в строю проплыли уже пять полных эскадрилий "Энсонов". В начале 1939 г. эти машины имели уже 12 эскадрилий. Самолеты выпуска 1937-39 гг. немного отличались от более ранних по оборудованию и вооружению. В частности, стоявший в верхней турели пулемет "Льюис" заменили на более современный "Виккерс К". За счет оборудования и увеличения экипажа до 4 человек взлетный вес возрос до 3629 кг по сравнению с 3330 кг у прототипа.
К 1939 г. "Энсон" уже не удовлетворял требованиям Берегового командования, в первую очередь, по радиусу действия. В мае из США начали прибывать первые самолеты типа Локхид "Хадсон", значительно превосходившие машину "Авро" по скорости и почти втрое – по дальности. "Хадсон", тоже сделанный на базе пассажирского лайнера (Локхид 14 "Супер Электра"), принадлежал к совершенно иному поколению: цельнометаллическая конструкция, мощные моторы, хорошо механизированное крыло, отличное радио- и приборное оборудование. Тем не менее, 11 эскадрилий Берегового командования встретили войну на "Энсонах".
В большинстве источников указывается, что первыми столкнулись с противником два "Энсона" из 233-й эскадрильи, 5 сентября 1939 г. атаковавшие немецкую подводную лодку. Однако новейшие исследования показывают совсем другую картину: лодок было две, но обе они были английскими! На счастье, пилоты промахнулись, но две бомбы, сброшенные с малой высоты, срикошетировали от поверхности моря и взорвались в воздухе, поразив осколками одну из патрульных машин. С изрешеченными баками она не дотянула до берега и села на воду. Экипажу пришлось воспользоваться надувной лодкой. Однако, в этот же день "Энсон" из 500- й эскадрильи "исправил положение", потопив немецкую субмарину у юго-восточного побережья Англии.
В 1939-40 гг. эти устаревшие машины внесли немалый вклад в проводку конвоев, поиск и уничтожение подводных лодок, спасательные операции. "Энсон" был прочен и довольно живуч, хотя давало себя знать слабое оборонительное вооружение, отсутствие бронезащиты для экипажа и протектирования бензобаков. Однако в открытом море с истребителями они сталкивались нечасто, а по отношению к более крупным самолетам противника иногда проявляли даже агрессивность, атакуя гораздо лучше вооруженные немецкие бомбардировщики и гидросамолеты. Например, 8 ноября 1939 г. одинокий "Энсон" напал на две летающие лодки Дорнье Do 18 и одну из них сбил. На боевом счету "Энсонов" числятся также бомбардировщик Хейнкель Не 111 и двухмоторный поплавковый гидросамолет Хейнкель Не 115, а также еще одна машина, которую сбили так быстро, что английские летчики даже не успели ее идентифицировать.
Временами удавалось успешно отбиваться и от истребителей. В июне 1940 г. три "Энсона" над Ла-Маншем были настигнуты девяткой Bf 109. Но англичане не только ушли не битыми (двое раненых в такой ситуации практически не в счет), но и сами свалили в море два "мессершмитта" и повредили третий. В июле того же года экипаж "Энсона", заметивший четверку Bf 110, штурмующую английские тральщики, отвлек их на себя и достойно встретил: первый же истребитель, зашедший сбоку, напоролся на очередь в упор и рухнул вниз.
Тем не менее, огневая мощь "Энсона" явно была недостаточна. Поэтому в частях монтировали дополнительные пулеметы в окнах кабины, из которых вел огонь штурман. Они частично перекрывали мертвые зоны в передней полусфере. Командир 500-й эскадрильи на своей машине установил 20-мм пушку "Испано", стрелявшую вниз-назад через люк в фюзеляже. Во время эвакуации из Дюнкерка ее довольно эффективно использовали для обстрела немецких торпедных катеров. Некоторые летчики последовали примеру командира и аналогичным образом модифицировали свои самолеты. Интересно, что при стрельбе из пушки очередями скорость "Энсона" подскакивала примерно на 8 км/ч.