Sviluppato dal Macchi C.202, il primo C.205 volò nell’aprile del 1942. Più veloce e più armato del predecessore, grazie alla maggiore potenza del motore DB.605 ed all’installazione – per la prima volta su un caccia italiano – di due cannoni Mauser da 20 mm nelle ali, il C.205 risultò al livello (e sotto certi aspetti superiore) dei velivoli nemici ed alleati; tale miglioramento delle prestazioni fu possibile, tuttavia, a scapito della dolcezza e della prontezza di manovra che caratterizzavano il C.202.

Rispetto agli altri caccia della “Serie 5” (erano così chiamati i velivoli equipaggiati dal DB.605 come il Fiat G.55 e il Reggiane Re.2005), il “Veltro” aveva una minore superficie alare e per questa ragione ne fu previsto l’impiego per il combattimento alle medie quote. Nel 1943 venne dato in dotazione al 4° Stormo e ad alcune Squadriglie del 51° e del 3° Stormo; equipaggiò, in versione speciale, la 310^a Squadriglia Aerofotografica di Guidonia (Roma).

Numerosi esemplari di Macchi C.205 entrarono a far parte anche delle Squadriglie Caccia dell’Aviazione della Repubblica Sociale Italiana. Terminato il conflitto, dopo un breve periodo presso il 5° Stormo, il C.205 fu destinato alle Scuole.