Все дальнейшие усилия "Авро" сосредоточила на военном варианте. Первый Авро 652А собрали, как и должны были, в марте 1935 г. 24 марта этот самолет с войсковым номером К4771 первый раз поднялся в воздух; за штурвалом сидел Б.Торн. От своего гражданского собрата Авро 652А отличался громоздкой верхней турелью "Армстронг-Уит- ворт" ("Armstrong Whitwort") под пуле^ мет "Льюис" ("Lewis"XoT бомбардировщика "Уитли"), круглыми иллюминаторами (вместо прямоугольных окон) и характерными "ребристыми" капотами моторов (вместо старых круглых). Второй пулемет, типа "Браунинг"("Вгоууптд"), смонтировали в носовой части фюзеляжа по левому борту. Бомбовую нагрузку разместили под полом кабины в центроплане. Штатный вариант предусматривал подвеску двух бомб по 100 фунтов и еще четырех – по20 фунтов. Можно было также брать осветительные ракеты и сигнальные дымовые буи. Экипаж первоначально состоял из трех человек. В апреле самолет прошел тщательные испытания в авиационном центре в Мартлшеме. По рекомендациям испытателей примерно на четверть увеличили размах стабилизатора, одновременно уменьшив площадь рулей высоты.
11-17 мая в Госпорте прошли официальные сравнительные испытания Авро 652А и DH-89M. Последний был меньше по габаритам и уступал по скорости и особенно по продолжительности полета. Состязания выиграла фирма "Авро". 25 мая самолет официально приняли на вооружение ВВС под названием "Энсон" I (в честь английского адмирала XVIII века), выдав позднее заказ на 174 серийных экземпляра. Это был первый современный моноплан, поступивший на вооружение английских ВВС, и одновременно первый в них самолет с убирающимися шасси. 29 июня К4771 показали на авиационном параде в Хендоне.
После завершения конкурса параллельную разработку проекта 664, представлявшую собой несколько уменьшенный вариант "Энсона", прекратили, сосредоточившись на доработке Авро 652А. По результатам испытаний в конструкцию решили внести 38 изменений, предусмотренных выданным на серию заданием G.18/35. Они включали более мощные моторы "Чита" IX (350 л.с.), приподнятое вверх и увеличенное по площади (в виде сплошной полосы окон) остекление бортов кабины , еще более удлиненное горизонтальное оперение и замену роговой компенсации руля поворота массовой. Последнее новшество опробовали на переделанном К4771 в сентябре 1935г.; одновременно аналогично доработали "Аву" и "Авалон".
Головной серийный "Энсон" I с номером К6152 вышел из цеха завода в Вудфорде под Новый год – 31 декабря. В феврале 1936 г. первые машины этого типа получила 48-я эскадрилья в Мэнсто- не, 6 марта ее официально объявили боеспособной.
В этом же году "Авро" получила новый заказ на 135 "Энсонов". Машины этой партии (начатой 3-й серией) должны были отличаться металлическим каркасом элеронов (вместо старого, деревянного) и новым, менее покатым, козырьком кабины с форточкой на левой стороне. Такие самолеты строились с 1938 г. Начиная с самолета К8720 ввели посадочные щитки Шренка.
АТ-20 Anson ВВС США, изготовленный в Канале.
Тем временем к "Энсону" проявили интерес и за рубежом. Первые 12 машин заказала Австралия. Их собрали и отгрузили к 19 ноября, но австралийцы затребовали еще 36. Последние десять из них, в отличие от предназначенных для английских ВВС, комплектовались специальным. усовершенствованным набором приборов фирмы "Сперри" для слепого полета. Позднее самолеты этого типа закупались и как учебные. В общей сложности до начала войны Австралия получила 82 "Энсона".
Три самолета 3-й серии отправили в Финляндию, один продали Эстонии. Этот последний, выпущенный 25 октября 1937 г.. первоначально нес номер К8741, а в Эстонии – "158". Вместе с другой материальной частью эстонских ВВС он в 1940 г. достался Красной Армии. В отличие от многих других бывших эстонских самолетов он не пошел на слом, а вошел в состав корпусной авиаэскадрильи 22-го территориального корпуса РККА и вместе с ней встретил начало войны в Прибалтике. О его дальнейшей судьбе ничего не известно.