Dornier was tussen de twee wereldoorlogen bekend als fabrikant van grote, volledig metalen vliegboten en van landvliegtuigen. De recordbrekende Wal uit 1924 (Nederlands: Walvis) werd gebruikt op veel langeafstandsvluchten en de Do X vestigde records vanwege zijn enorme omvang en gewicht. Dornier's succesvolle landvliegtuigvliegtuigen, waaronder de Komet (Comet) en Merkur (Mercury), werden in de jaren 1920 en vroege jaren 30 gebruikt door Lufthansa en andere Europese maatschappijen. Dornier bouwde zijn vliegtuigen buiten Duitsland gedurende een groot deel van deze periode vanwege de beperkingen die Duitse vliegtuigfabrikanten oplegden door het Verdrag van Versailles: locaties waren onder andere Altenrhein, Zwitserland, 12 km van Zeppelins locatie in Lindau (Bodensee). Buitenlandse fabrieken die Dornier-producten in licentie produceerden waren onder andere CMASA en Piaggio in Italië, CASA in Spanje, Kawasaki in Japan en Aviolanda in Nederland. Toen de nazi-regering aan de macht kwam en de beperkingen van het verdrag ophief, hervatte Dornier de productie in Duitsland.

Het succes van de familie Wal stimuleerde de ontwikkeling van afgeleiden en van meer geavanceerde opvolgers, zoals de Do 18 en Do 24, die dienst deden in verschillende strijdkrachten, waaronder de Duitse, tijdens de Tweede Wereldoorlog.

Dorniers belangrijkste militaire vliegtuigontwerp uit de Tweede Wereldoorlog was de Do 17, bijgenaamd The Flying Pencil. Het vloog voor het eerst in 1934 als postvliegtuig voor Lufthansa, maar vanwege de smalle romp (vandaar de bijnaam) was het commercieel niet haalbaar en werd het gepasseerd. Dornier ontwikkelde het vervolgens verder als militair vliegtuig, met een prototype bommenwerper in 1935, en in 1937 werd het gebruikt door het Duitse Condorlegioen tijdens de Spaanse Burgeroorlog. De productie ging door in Duitsland en werd ontwikkeld om meerdere rollen voor de Luftwaffe te vervullen. Als middelzware bommenwerper werd het ingezet in het begin van de Tweede Wereldoorlog, met name tijdens de Slag om Engeland. Later werd het ontwikkeld tot een nachtjager om het RAF-bommenwerperoffensief tegen te gaan. Dornier ontwikkelde de vergelijkbare Do 217 uit de Do 17, maar het was een groter en volledig nieuw ontwerp. Dornier ontwikkelde ook de snelste zuigermotor van de oorlog, de tweemotorige Do 335, die te laat was om in dienst te komen.