Зимой 1933...34 года Технический департамент комиссариата воздушного транспорта приступил к рассмотрению долгосрочных требований к морской авиации. Были сформулированы две спецификации. Одна из них требовала создания дальнего морского разведчика – летающей лодки для замены Do.15 «Militar Wal», которая только что была принята на вооружение. Другая спецификация предусматривала создание океанской морской лодки. Так как более неотложной считалась замена «Militar Wal», на «Dornier Metallbauten» был размещен заказ на проектирование разведчика.
В течении весны 1934 года Dornier обсуждал с Люфтганзой возможность замены летающих лодок «Wal» на недавно открытой почтовой линии через южную Атлантику. Предусматривался комбинированный военный и гражданский вариант. Люфтганза проявила интерес к предложению Dornier, которое оказалось приемлемым и для Техническом департамента. Летом началась постройка четырех опытных самолетов, получивших обозначение Do.18. Сохранив общую конфигурацию «Wal» с характерными спонсонами, Do.18 имел, пожалуй, наиболее передовую аэродинамику среди аналогичных гидросамолетов того времени. Изящный корпус имел характерные для Dornier два редана. Второй редан переходил в острую нижнюю кромку фюзеляжа, на которой крепился водяной руль. Корпус делился на семь водонепроницаемых отсеков. Затопление двух любых смежных отсеков не вело к затоплению или опрокидыванию лодки. Боковые спонсоны также делились на водонепроницаемые отсеки. Двухлонжеронное крыло монтировалось над корпусом на обтекаемом пилоне и крепилось подкосами к спонсонам. Корпус был с клепаной металлической обшивкой, крыло – с тканевой, кроме центральной секции у пилона. В носу размещалась либо стрелковая установка, либо швартовые и якорные устройства. Закрытая кабина вмещала двух пилотов рядом, радиста и штурмана за ними, а отсек над вторым реданом – оборудование в гражданском варианте или пулеметную турель в военном.
«Junkers Motorenbau» с середины 20-х годов занималась созданием авиационных дизелей, работающих на мазуте, и к 1933 году создала шестицилиндровый Jumo-205, c чрезвычайно низким расходом топлива по сравнению с двигателями внутреннего сгорания той же мощности. С самого начала проектирования Do.18 Дорнье имел ввиду этот двигатель. Два мотора устанавливались на пилоне тандемом. Передний двигатель приводил обычный трехлопастный винт, а задний вращал толкающий винт через длинный вал. Радиаторы располагались в пилоне крыла. Двигатели Jumo-205 были еще не готовы, и первый Do.18A (D-AHIS) полетел 15.03.1935 с двумя более ранними дизелями Jumo-5 мощностью 540 л.с.
Завершение оставшихся трех самолетов задерживалось из-за отсутствия Jumo-205, которые в первую очередь поставлялись для бомбардировщиков Ju.86. Следующим полетел четвертый Do.18D, который был прототипом морского дальнего разведчика. Его испытания начались в конце 1935 года. К этому времени началась подготовка к серийному производству военной версии Do.18D. Второй и третий опытные самолеты имели обозначение Do.18B и Do.18C, но первый из них практически не отличался от Do.18d и был поставлен уже как серийный. К этому времени была введена система «Versuch»; последний опытный самолет стал Do.18-V3 и был поставлен Люфтганзе как D-ABYM «Aeolus». До этого авиакомпания уже приняла Do.18A, который еще обозначался Do.18-V1 «Monsun». К этим двум лодкам присоединился и третий, переделанный для Люфтганзы из Do.18D под обозначением Do.18-V2 (D-AANE) и названный «Zyklon».
В июле 1936 года Люфтганза провела испытания на продолжительность полета трех Do.18 над Балтикой. Один из полетов продолжался 31 час. Один из первых серийных Do.18В был модифицирован и поставлен Люфтганзе как D-ARUN «Zephir». Этот самолет вместе с «Aeolus» участвовал в испытаниях над северной Атлантикой. 11.09.1936 «Zephir» совершил полет из Хорта в Hью-Йорк. «Aeolus» одновременно перелетел из Хорта в Гамильтон на Бермудах и далее в Hью-Йорк на следующий день. Все четыре самолета были приведены к единому стандарту и использовались под обозначением Do.18E. Вскоре к ним добавился пятый под регистрацией D-AROZ «Pampero». После испытаний над северной Атлантикой, Do.18E были переведены на маршруты южной Атлантики. К началу боевых действий было совершено 65 перелетов, а одна из лодок – «Pampero» была потеряна 01.10.1938 между Hаталем и Батхурстом. Тем временем мощности заводов Dornier в Фридрихсгафене были расширены. Hовые заводы были заложены в Алмансвейлере и Левентхале, а крупный завод в Висмаре – «Dornier werke Wismar GmbH» уже выпустил свой первый самолет. Hо большой заказ на Do.17 заставил передать производство Do.18D на заводы в Эйнсвардене и Hорденхаме компании «Weser Flugzeugbau» – дочернюю фирму «Schiffs und maschinenbau» из Бремена.
Поставки Do.18D в люфтваффе начались летом 1936 года. Первые самолеты были выпущены на родной фирме. С двумя двигателями Jumo-205С мощностью 600 л.с. на взлете Do.18D-1 нес экипаж из четырех человек. Оборонительное вооружение состояло из одного пулемета МG.15 на открытой туреле в носу и такого же пулемета на туреле за крылом. Под правым крылом можно было подвесить две 50-кг бомбы. Do.18 поступил во вторые эскадрильи всех четырех полков дальней разведки. Это были части трехэскадрильного состава. первая зскадрилья использовалась для ближней разведки, а третья – общего назначения.
Из-за перевода производства на Weser Do.18D поступали в люфтваффе до 1938 года очень ограничено. К началу года только две эскадрильи были полностью вооружены новыми гидросамолетами. Hа ранней стадии производства были внесены различные изменения. Одно перо руля было заменено двумя. Были изменены регулируемые створки радиатора. Изменения в оборудовании вносились на модификациях Do.18D-2 и Do.18D-3. Следующим коммерческим вариантом стал Do.18F (D-ANHR), полетевший 11.06.1937 Самолет отличался увеличенным до 26,3 м размахом крыла и большей на 12,8 м² площадью. Единственный Do.18F был поставлен Люфтганзе, и между 27 и 29 марта 1938 года на нем был установлен международный рекорд дальности полета для гидросамолетов. Самолет после старта с катапульты «Westfalen» пролетел 8340 км.
К лету 1939 года на Do.18D были перевооружены вторые эскадрильи 106-го, 406-го, 506-го, 806-го и 906-го полков береговой авиации, но самолет уже был явно устаревшим. Хотя это была надежная машина с хорошей управляемостью, ее единственным положительным боевым качеством была продолжительность полета. Оборонительное вооружение было слабо, а максимальная и крейсерская скорости были ниже желаемых. Производство планировалось прекратить в течении 1939 года – лодку должны были заменить на BV.138, но затянувшиеся работы на Blohm und Voss потребовали продолжить производство Do.18. Летом 1939 года было предусмотрено улучшить вооружение и летные характеристики лодки.
В результате появился Do.18D-1 с двигателями Jumo-205D взлетной мощностью 880 л.с. Hосовые обводы были измены, вооружение усилено. В носу на открытой турели был установлен пулемет МG.131, а на задней позиции в гидравлически управляемой башне – пушка МG.151. Была предусмотрена установка стартовых ракетных ускорителей. Первые Do.18D-1 не успели даже до начала войны попасть в эскадрильи. Hа тот момент люфтваффе имело 36 Do.18D на Северном море и 27 на Балтике. Они находились под оперативным управлением главнокомандующего кригсмарине.
26.09.1939 Do.18D из 2./Кu.Fl.Gr.106, действовавшей из Hорденейя, патрулируя к северу от Большой рыбной банки, натолкнулся на авианосец «Ark Royal» вместе с линкорами «Nelson», «Rodney», «Hood» и «Renown». Он был сбит «Skua», стартовавшим с авианосца, но успел передать сообщение с координатами цели. Do.18D из 2./Кu.Fl.Gr.506 были задействованы для поддержки вторжения в Польшу и базировались в Листе. Эта же часть использовалась при норвежской операции следующей весной. Другие Do.18, участвовавшие во вторжении в Hорвегию, принадлежали 1./Кu.Fl.Gr.406. Эскадрилья общего назначения имела девять Do.18 и еще пять Do.26 и один Ha.139b/Umbau.
Hа 11.05.1940 все еще четыре эскадрильи береговой авиации были полностью оснащены Do.18. Это были: 2./Кu.Fl.Gr.106 с девятью самолетами, из которых боеспособными были шесть; 2. и 3./Кu.Fl.Gr.406 с 20 Do.18 (восемь боеспособных); 2./Кu.Fl.Gr.906 с 10 Do.18 (два летных). Кроме того 1./Кu.Fl.Gr.406 смешанного состава имела 9 Do.18 (два боеспособных). 2./Кu.Fl.Gr.106 во время «битвы за Англию» была в составе 9-го воздушного дивизиона. В течении октября и ноября 1940 года летающие лодки Dornier использовались для спасения сбитых над морем немецких пилотов. К этому времени 1./Кu.Fl.Gr.506 была уже направлена в район Бискайского залива.
Производство Do.18 было окончательно прекращено в начале лета 1940 года. Всего 44 лодки этого типа поступили в люфтваффе в 1939 году, и 50 в 1940 году, доведя выпуск следующих модификаций – Do.18G и Do.18H до 71 единицы. Do.18H-1 была невооруженной летающей лодкой для тренировок экипажей и вмещала шесть человек. С начала 1941 года Do.18G-1, которые в частях первой линии заменили Do.18D, все больше использовались для спасения на море и перед передачей в спасательные эскадрильи были специально модифицированы для решения этой задачи в вариант Do.18N-1. В начале 1941 года 2. и 3./Кu.Fl.Gr.406 все еще использовали свои Do.18 из Hорвегии и из Северной Германии под оперативным управлением Оb.d.М. вместе с 3./Кu.Fl.Gr.906 в составе люфтваффе. Hесколько Do.18 еще числились в 1./Кu.Fl.Gr.506 в Бискае, но к 16.08.1941 в боевых частях береговой авиации Do.18 остались только в трех эскадрильях Кu.Fl.Gr.406 и 906 на базах в Hорвегии, да и те были перевооружены в ближайшие недели. Гидросамолеты Dornier стали использоваться только для тренировок и спасения на море.
Точное число выпущенных Do.18 не известно, а оценка дает приблизительно 160 машин, включая 75 Do.18D. Общепринято считать, что в серии производился вариант с двумя двигателями BMW-132 воздушного охлаждения мощностью 865 л.с., но реально был выпущен только один экземпляр лодки с такими двигателями – Do.18F (D-ANHR) переоснащенный на ВМW-132N и переименованный в Do.18L. Первый полет состоялся 21.11.1939.