Прототип бомбардировщика Amiot 340.01, впервые поднявшийся в воздух 06.12.1937, имел право претендовать на звание самого элегантного из когда-либо спроектированных в мире. Задуманный как почтовый самолет с большой дальностью полета (единственный образец был построен под названием Amiot 341), он был переделан в двухмоторный бомбардировщик с экипажем из трех человек.
Силовая установка включала в себя два звездообразных двигателя Gnome-Rhone 14N-0/1, каждый из которых на высоте 3700 м  развивал мощность 920 л.с. В такой конфигурации самолет в конце марта 1938 года был представлен для официальных приемных испытаний. Техническая служба аэронавтики Франции порекомендовала произвести необходимые доработки: установку двигателей Gnome-Rhone 14N-20/21 мощностью 1020 л.с., обеспечение места для четвертого члена экипажа – стрелка нижней задней огневой точки и новое хвостовое оперение (стабилизатор, имеющий «поперечное V», и двухкилевое разнесенное вертикальное оперение).
Самолет, доработанный таким образом, под обозначением Amiot 351.01 к концу января 1939 года был передан для летных испытаний. В числе увидевших свет вариантов были модели Amiot 351 и 354. В отличие от прототипа 351.01 они имели крыло с уменьшенным на 0,17 м  размахом. Кроме того была увеличена на 0,5 м  длина самолета и уменьшена на 0,5 м²  площадь крыла. Amiot 351 сохранил двухкилевое разнесенное вертикальное оперение прототипа, но с меньшей площадью, а Amiot 354 вновь получил однокилевое оперение прототипа 340.01. В остальном их конструкция имела сходные черты: свободнонесущий моноплан с верхним расположением крыла; элероны большого размаха; подкрылки; хорошо обтекаемый фюзеляж монококовой конструкции; трехопорное шасси с хвостовым колесом, основные стойки которого убирались в гондолы двигателей.
Места экипажа были распределены следующим образом: в носовой части фюзеляжа остекленная кабина штурмана с оборудованием для прицельного бомбометания; далее, на уровне винтов, кабина пилота; за ним находился стрелок с турельной пушечной установкой и, наконец, внизу, сразу за бомбовым отсеком, располагалась нижняя огневая точка со стрелком-радистом. В этих двух сериях использовались различные двигатели, и этим объясняется большое количество вариантов самолетов. Так, например, Amiot 350 был вариантом самолета Amiot 340.01, но с двумя двигателями Hispano-Suiza 12Y-28/29; Amiot 351 имел два двигателя Gnome-Rhone 14N-38/39, развивавших каждый на высоте 3700 м  мощность 950 л.с.; Amiot 352 был проектом с двумя двигателями Hispano-Suiza 12Y-50/51, мощностью на высоте 3260 м  до 1100 л.с., а Amiot 353 предполагалось оснастить двумя двигателями Rolls-Royce «Merlin III», развивавшими каждый на высоте 4950 м мощность 1030 л.с.
Серийный Amiot 354 имел двигатели Gnome-Rhone 14N-48/49 мощностью 1160 л.с. Amiot 355.01 имел два поршневых двигателя с двухступенчатыми нагнетателями Gnome-Rhone 14R-2/3 мощностью по 1200 л.с.; затем появился Amiot 356.01 c двумя двигателями Rolls-Royce «Merlin X» мощностью по 1130 л.с. и, наконец, самолет Amiot 357, высотный бомбардировщик с двумя поршневыми двигателями Hispano-Suiza 12Z, оснащенными турбокомпрессором.
Программу серийного производства осуществить в то время было невозможно. Национализация французской авиационной промышленности проводилась не в лучшее время. Нескоординированность действий во всех отраслях промышленности в конечном итоге привела к тому, что производственные образцы наиболее удачных самолетов, поднявшиеся в воздух в декабре 1937 года, не были своевременно введены в эксплуатацию и не смогли противостоять наступлению немецких войск. Так, например, первые два Amiot 354 поступили в войска только 07.04.1940. Из всех произведенных до капитуляции Франции в июне 1940 года Amiot (около 62 машин) лишь несколько были использованы по назначению. Остальные были либо недостаточно вооружены и оборудованы, либо повреждены на земле во время налетов немецкой авиации. Позднее несколько самолетов были восстановлены. Снабженные дополнительными топливными баками, расположенными в бомбовом отсеке, они использовались компанией «Air France» для перевозок между Францией режима Виши и колониальными территориями.
Четыре самолета действовали в составе Люфтваффе; один из них был брошен немцами при отступлении и впоследствии, c 1946 года, стал использоваться одной из авиакомпаний.