DC-1 原型机 X223Y
1933 年 7 月 1 日，道格拉斯试飞员卡尔.卡沃和福瑞德.赫曼驾驶 DC-1 在克劳沃机场的跑道上首次升空。由于化油器出现故障，试飞草草结束，但飞机的确表现出色。在完成了为期 3 个月的工厂、TWA 和商用航空局联合试飞后，DC-1 获得美国商用航空局型号认证。DC-1 进行过的测试项目之一就是 TWA 单发测试，试飞机组只使用一个发动机从新墨西哥州阿尔伯克基（TWA 海拔最高的机场）飞到了亚利桑那州温斯洛。TWA 对此相当满意，并在 1938 年 12 月接收了这架 DC-1。TWA 为此仅支付了 12 万 5 千美元，但道格拉斯却花了 80 万 7 千美元来制造这架原型机，道格拉斯表面上看起来亏损严重，但重要的是 TWA 签署了首批 20 架“改进型”DC-1 订单，这些飞机将增加座位，型号为 DC-2。
DC-1 在测试后对最初设计进行了一些改动，增大垂尾面积以增强稳定性，并试用了普拉特惠特尼的 SG-D 大黄蜂发动机，改进后的飞机称为 DC-1A。从此以后，无论军用或民用的 DC 运输机，在订购时都可以选择安装莱特或普惠发动机。TWA 订购的飞机都安装了莱特旋风发动机。TWA 和道格拉斯使用这架 DC-1 打破了多项美国和世界速度纪录，包括一项航程 5,000公里，平均速度 438 公里/小时的横跨美国大陆的飞行。这架“客机”甚至绕着当时的陆军和海军战斗机飞行！
对 DC-1 感兴趣的不仅是航空公司，美国陆军航空队需要一种现代化的货运/部队运输机，DC-1 看起来十分合适。1933 年 6 月，DC-1 在陆军航空发展中心所在的莱特机场作了停留。在此地，陆军和道格拉斯试飞员驾驶这架旅客机进行了性能展示。虽然陆军十分欣赏 DC-1，他们还是想等改进型号出来再下订单。在完成了全部任务后，TWA 将 DC-1 卖给了著名富翁霍华德.休斯。休斯将其用于速度竞赛，后又转卖给了西班牙政府。1940 年 12 月这架 DC-1 在马耳他机场的一次起飞中因发动机故障而坠毁。
DC-1 在莱特机场作停留
飞越驼峰的华航 DC-3
DC-2
DC-2 是 DC-1 的后继型号，也称“改进型”DC-1。基本设计与 DC-1 类似，有两项大的改动，第一项是将机身加长 0.61 米，全长达到了 18.89 米，第二项改进是增加客舱座椅，可以搭载 14 名乘客。除此之外，还应用了承力蒙皮结构、襟翼，尾舵和机轮也经过改进。最初的飞机安装最大起飞功率 875 马力的莱特 SGR-1820-13 旋风发动机。基于 DC-1 的测试结果及对 DC-2 性能的预计，TWA 定购了 20 架 DC-2。DC-2 原型机 NC13711 在 1934 年 5 月出厂并于 5 月 11 日首飞。DC-2 有 3 种主要型号：使用莱特旋风发动机的 DC-2，使用普惠 SG-D 黄蜂发动机的 DC-2A，另外还有两架使用英国布里斯托尔飞马 IV 和 VI 发动机的 DC-2B。
正在组装的 DC-2 原型机 NC13711
美国战争部对道格拉斯的改进型运输机也十分感兴趣。当时陆军的主力运输机型号是福特 C-3/C-4 三发机和福克 C-10，这两种型号与道格拉斯的设计相比都非常陈旧。道格拉斯终于等来了军方的首批订单，但非常奇怪的是来自海军而不是陆军。考虑到陆军航空队是战争部最大的运输机使用者的事实，这的确不合常理。美国海军购买了 5 架 DC-2 旅客机，其中两架供海军陆战队使用。这些飞机安装莱特 R-1820-10 旋风发动机，海军型号 R2D-1。所有的 5 架飞机都作为专机，海军在安那考斯蒂亚、彭沙科拉、圣迭哥航空站各派驻一架，海军陆战队将两架飞机配属给匡恩提科海军陆战队航空站的第 6 通用中队（VJ-6M）。
海军陆战队的 R2D-1，1939 年
陆军航空队随后也开始发展 DC-2 的陆军型，并购买一架 XC-32。XC-32 基本上等同安装莱特发动机的 DC-2，只是加装了军用无线电和仪表。XC-32 于 1935 年部署在华盛顿特区郊外的柏林机场，供五角大楼高官使用。二战初期，战争部征召 24 架 DC-2 旅客机进入陆军航空队服役。这些征召的 DC-2 军用型号为 C-32A，增加了军用无线电设备。许多 C-32A 在战时被还给了航空公司，但通常不是购买她们的原主。
1937 年，XC-32 被作为航空队司令安德鲁斯将军之专机，注意 DC-2 特有的机鼻着陆灯
C-33
C-33 是第一种真正为军事用途而制造的 DC 运输机。为了适应中等负荷的军用运输任务，陆军责成道格拉斯拆除旅客机的所有装饰和豪华座椅，并加强了整个客/货舱地板，在机身左侧开设了大尺寸的两段式货舱门供货物装卸，舱门打开后，机身上形成超过 1.52 米高 1.83 米宽的入口。货舱门向前打开，上面还有一扇可单独打开的小舱门供人员进出。货舱门上方的机身可固定起重机来吊运货物。C-33 可以装载 12 名全副武装的伞兵或 1,089 千克货物。C-33 安装一对军用规格的 750 马力莱特旋风 R-1820-25 发动机，生产数量 80 架。
1936 年 C-33 在马赤机场
C-34
C-34 是 DC-2 的另一种军用型，类似于 XC-32，机舱内有 14 张座椅。生产两架供战争部长使用，由柏林机场的第 1 勤务中队操作。
C-39
DC-2 军用型的最先进型号是 C-39。原型机结合了 DC-3 的特征，道格拉斯将一架 C-33 序列号 36-70 运输机装上了 DC-3 的大型平尾和垂尾，这样解决了 DC-1/DC-2 系列存在的稳定性问题。
C-39 生产型上融入了更多的 DC-3 特征，基本上是将 C-33 的机身和外翼段与 DC-3 的中央发动机舱/机翼结构段、起落架、尾翼相结合。后来又采用了带背鳍的 DC-3 尾翼组件，这使的 C-39 与 C-47 在外观上非常相似。与 C-33 一样，C-39 在机身左侧有大尺寸货舱门，安装一对 975 马力的莱特 R-1820-55 旋风发动机。籍由增加的动力，C-39 的载重量达到 1,633 千克。道格拉斯为陆军制造了 35 架 C-39，在 1939 年交付。有趣的是，C-39 实际上与更大型的 DC-3 共享生产线，而战争部直到珍珠港事件之后才对道格拉斯 DC-3 感兴趣。