安装 Jumo 211 发动机的 IAR.80M
实战中的 IAR.80
罗马尼亚皇家空军第 8 战斗机联队第 59、60 飞行中队接收了最早下线的一批 IAR.80，并于 1941 年 4 月 15 日投入实战。装备第二批 IAR.80 的第 41 中队加入第 8 战斗机大队后，使该大队配齐了全部三个中队。当 1941 年 6 月 22 日对苏战争开始时，上述部队已经做好了充分准备，这使得 IAR.80 成为率先投入作战的飞机之一。
起初第 8 战斗机大队下辖于负责南部战区的德国第四航空军，主要担负地面支援任务，并与第 5 战斗机联队两个中队的 He 112 共同执行一些次要的制空任务。由于担心苏军可能对普洛耶什蒂油田地区实施轰炸，7 月 14 日，第 8 战斗机大队被调回罗马尼亚保护油田。事实上当时苏军的威胁微不足道，该部随即又被派往东线，支援罗马尼亚军队对比萨拉比亚和敖德萨的进攻。直至敖德萨于 10 月 16 日陷落，罗马尼亚的攻势方告一段落。在这一期间 IAR.80A 开始逐渐取代 IAR.80。
机场上的 IAR.80
同样在 10 月，先前使用 P.24E 的第 6 战斗机联队开始接收第一批 IAR.81。1942 年初，该联队第 61 和 62 中队全部换装了 IAR.81，联队名称也改为第 6 俯冲轰炸机联队。该联队仅在围攻敖德萨的过程中参加了一天的战斗，后因作战行动结束而与第 8 战斗机联队一起被调回国内。
1942 年间，IAR.80A 也装备于第 3、第 8 和第 9 联队，以及第 42、第 43 和第 53 中队。8 月，原先使用 He 112 的第 52 中队曾一度合并入第 42 中队，后者则回国接收新的 IAR.80。大部分中队被用于本土防空或担负黑海上空的护航任务。只有第 6 联队使用 IAR.80 和 IAR.80A 在 1942 年上半年继续对苏作战，而罗马尼亚飞行员的空战战绩也不断攀升。
尽管 IAR.80 在东线服役表现良好，但在本土对抗美国空袭的战斗中却有所不同。1942 年夏天，6 月 12 日，美国空军对普洛耶什蒂油田发动了首次进攻。13 架 B-24 从埃及起飞，从高空进行了试探性轰炸。尽管空袭造成的损失微不足道，但由于罗马尼亚空军防御准备不足，B-24 无一损失。这时，IAR.80 先前曾遭到批评的火力不足问题显露无疑。于是，军队要求提供装备有 13.2mm 机枪的 IAR.80B。在接下来的几周内，普洛耶什蒂油田地区的防御无论是质量或是数量均明显改观，特别是高炮力量得到了强化。
当苏军在斯大林格勒周围组织防御时，也就是德国夏季攻势期间，第 8 和第 6 联队被派往前线为新开到的罗马尼亚第三集团军提供空中掩护。这两个联队组成了罗马尼亚远征空军——第一航空军。两个联队均在夏季攻势中投入了战斗，但有鉴于俯冲性能不佳，第 6 联队的 IAR.81 仅作为战斗轰炸机使用，而并未按照设计初衷用于执行俯冲轰炸任务。而第 3 联队的第 43 中队，于 10 月被调往斯大林格勒西南方的刻赤海峡地区，接受德军的直接指挥进行海岸防卫。
当 11 月 19 日苏军在斯大林格勒发动反攻时，罗马尼亚的空军基地由于在较远的后方，因此未遭到破坏。然而，接下来数天的恶劣天气限制了空军的出动，支援地面部队并遏止苏军进攻的打算成为泡影。实质上，即使罗空军能够出动，也已是杯水车薪，于事无补了。等到天气放晴，苏军早已击溃了罗马尼亚军队，并横扫了许多德国前进机场。罗马尼亚空军的机场中挤满了从包围圈中逃出来的轴心国飞机，因此罗空军的出动再次受到了影响。尽管如此，罗空军还是强行出动了若干次，而且 IAR.81 也被强制要求执行俯冲轰炸任务。但此时的制空权并不在轴心国手中，因此，空军的反击已完全不能左右战局了。
12 月 16 日，苏军发动了年内的第二次攻势。他们试图切断并包围德军的整个南翼，以确保德军无法发动任何反击行动，以解救被围困在斯大林格勒的第 6 集团军。苏联人进攻的矛头直指北面的意大利第 8 集团军和东面的罗马尼亚军队。位于意大利军队西南方的罗马尼亚空军基地旋即遭到进攻。许多飞机被轻易弃置在机场上，而飞行员则驾驶能飞的飞机向后方转移。这时，罗马尼亚国内已经产生了退出战争并实行变革的打算。1943 年 1 月，第 6 和第 8 联队被留在国内。而第 43 中队则继续驻扎在刻赤前线，同罗马尼亚地面部队一起投入库班桥头堡防御战，然而却以失败告终。
在此期间苏联开始将性能大幅超越 IAR.80 的新式战斗机投入使用，技术上的差距使得罗马尼亚战斗机部队开始遭受打击。从 1942 年 10 月开始派遣第 6 和第 8 联队到 1943 年 6 月撤回第 43 中队期间，罗马尼亚皇家空军仅宣布击落了 39 架敌机，而自己则在战斗中损失 26 架飞机，另有 49 架毁于其他原因。由于所有为 IAR.80 系列换装大功率发动机的努力均以失败告终，罗空军遂开始寻找用于替代的新机种，最后选择了 Bf 109G。由于从 1941 年起已经有一部分 Bf 109 在各个部队服役，因此换装 Bf 109 似乎是最容易为部队接受的选择。而当时撤回罗马尼亚国内的部队则继续换装新型号的 IAR.80 系列。
1943 年 8 月 1 日，美国第 9 航空军重新发动进攻，178 架 B-24 从利比亚起飞长途奔袭普洛耶什蒂油田。轰炸机编队采用超低空飞行方式以避免被雷达发现，并减小遭到反击的可能。然而，事与愿违。轰炸机编队遭遇了 59 架最新型号的 IAR.80 和 IAR.81，而美军飞行员还误以为它们是 Fw 190。这些罗马尼亚战斗机令人惊讶地击落了 20 架 B-24，而自己仅损失了 1 架飞机，另有 3 架受伤。德国空军也出动了 89 架飞机参加战斗，并击落了另外 15 架轰炸机。低空飞行也使得轰炸机落入了早已等候多时的高射炮火力网。最终，第 9 航空军损失了 53 架轰炸机，8 架在土耳其迫降，另有 55 架受伤。由于一下损失了 1/3 的轰炸机，另有 1/3 负伤，美军行动被迫暂停。