Продолжая развитие летающей лодки Z.501 на фирме CANT приступили к созданию его многомоторного варианта в соответствии с выданными морской авиацией Италии требованиями на дальний морской бомбардировщик и разведчик. Главный инженер Филиппо Запата по проектировании новой модификации сохранил алюминиевый двухреданный корпус лодки, но оснастил её двумя килями и тремя двигателями Isotta Frascini "Asso"XI RC.40 мощностью 860 л.с. Конструкция деревянного крыла претерпела при этом незначительные изменения.

В 1935 году был подписан контракт на выпуск трех прототипов Z.508 (ММ.322-ММ.324) общей стоимостью 4.600.000 лир. Первый опытный образец (ММ.322) поступил на испытания 17 октября 1936 г., почти в одно время с поплавковым гидросамолётом Z.506 (который впоследствии стал основной машиной этого типа в авиации флота). Полёты на нем проводил лётчик Марио Стоппани. Летающая лодка оставляла приятной впечатление, но от её серийного выпуска решили отказаться. Но чтобы усилия инженеров не пропали даром итальянское правительство распорядилось оборудовать Z.508 для установления мировых рекордов. С регистрационным номером I-VECC первый прототип морского бомбардировщика в период с 13 апреля по 1 мая улучшил целых три мировых достижения, а управлял самолётом все тот же Марио Стоппани - с его участием были установлены мировые рекорды по поднятию 10000 кг груза на высоту 2000 метров и скорость 248,24 км\ч при полете на дальность свыше 2000 км при нагрузке 5000 кг.

Два других прототипа были готовы зимой 1937-1938 гг. и через несколько месяцев поступили в эксплуатацию в состав 171°Sq. 91°Gr. на базе гидросамолётов под Специей. На следующий год их отправили в Таранто в Школу Морских Наблюдателей, где они и закончили своё оперативное применение. Последний оставшийся самолёт с номером ММ.323 был отправлен на слом 5 октября 1940 г.

Модификация	Z-508
Размах крыла, м	30.00
Длина, м	21.82
Высота, м	4.43
Площадь крыла, м2	62.00
Масса, кг
пустого самолета	5600
максимальная взлетная	10400
Тип двигателя	3 ПД Isotta Fraschini Asso XI RC.40
Мощность, л.с.	3 х 860
Максимальная скорость , км/ч	315
Крейсерская скорость , км/ч	248
Пактическая дальность, км	3000
Практический потолок, м	7200
Экипаж	5
Вооружение:	два 7,7-мм и два 12.7-мм пулемета до 1000 кг бомб.