«Хеншель» получился вполне удачным для своего времени аэропланом, обладавшим приемлемой для машин такого класса маневренностью, хорошей управляемостью и устойчивостью по всем осям и удовлетворительным обзором из кабины. Вооружение и оборудование Hs 126А-1 считалось вполне современным для второй половины 30-х годов. Немаловажным достоинством были сравнительно короткие разбег на взлете и пробег при посадке, что позволяло использовать площадки с небольшими ВПП. Планер машины обладал необходимым для интенсивной эксплуатации запасом прочности и, что являлось важным условием для массового производства в целях быстрого наращивания численности Люфтваффе, был высокотехнологичен и достаточно прост. При его изготовлении широко применялись штампованные и прессованные детали.
Самолет мог с успехом использоваться как тактический дневной и ночной ближний разведчик, корректировщик артиллерийского огня, легкий бомбардировщик и штурмовик, выполнять задачи связи и заброски диверсантов в ближние тылы противника. Подобная концепция универсальной машины взаимодействия с сухопутными войсками получила широкое распространение в ВВС многих стран перед началом Второй мировой войны.
Одним из ярких ее представителей, к примеру, может служить английский самолет Westland Lysander, во многом (начиная с конструктивной схемы и заканчивая выполняемыми функциями) сходный с Hs 126.
Всего было произведено 65 экземпляров Hs 126А-1, после чего в середине 1939 г. заводы перешли к постройке новой модификации В-1. Она отличалась новым (точнее - новым «старым» - изначально планировавшимся к установке на Hs 126) 850-сильным двигателем Bramo 323А-1 (или Bramo 323Q- 1) с двухскоростным нагнетателем. Несмотря на небольшое (в 30 л.с.) снижение взлетной мощности мотора по сравнению с BMW 132D, взлетные и высотные характеристики машины, оснащавшейся новым винтом VDM-9-III-29, существенно улучшились. Внешне модификация «В» отличалась от «А» измененной системой выхлопа: вместо сдвоенных патрубков по бортам «прорезали» щелевые выходы, прикрытые управляемой створкой. Впоследствии в серийной постройке двигатель снова заменили: в 1940 г. на Hs 126В уже ставили Bramo 323А-2 и Q-2 мощностью 900 л.с. с винтом VDM-9-III-67. Всего построено 398 машин варианта В-1. Причем выпуск «126-х» поначалу начали постепенно сворачивать еще в начале 1940 г.: планировались, что его в разведывательных авиачастях заменит значительно более современный и совершенный FW 189. Однако с внедрением последнего в производство возникли проблемы, перевооружение откладывалось и постройка Hs 126 продолжалась весь год. Последние пять самолетов покинули сборочные цеха в январе 1941 года. Таким образом, к окончанию серийного производства общее количество выпущенных разведчиков «Хеншель» составило 484 штуки, включая 3 прототипа и 18 предсерийных экземпляров.
В июле 1938 г. первые экземпляры Hs 126 стали поступать в отряды ближней разведки Люфтваффе на замену устаревшим Не 45 и Не 46. Освоение нового самолета летным составом протекало гладко и без проблем, машина оказалась вполне доступной летчикам средней квалификации. На 20 сентября 1938 г. в строевых частях имелось уже 42 разведчика «Хеншель» (из них 35 исправных).
Поздней осенью состоялся боевой дебют «126-го». Шесть экземпляров модификации А-1 отправили в Испанию, где в то время шла гражданская война. Они поступили в разведывательную эскадрилью 5.А/88 Легиона «Кондор» для замены Не 45 и приняли участие в завершающей фазе конфликта, с успехом действуя как разведчики и легкие бомбардировщики. На Пиренейском полуострове Hs 126 получили прозвище Superpava (что можно перевести как «супер-индюшка») и цифровые обозначения от 19-1 до 19-6 (наносившиеся на борта машин) в соответствии с принятой в авиации националистов системой. В ходе эксплуатации новые аэропланы заслужили в целом позитивные отзывы летно-технического состава. В «испанской командировке» был потерян всего один «Хеншель»: 5 февраля (по другим источникам - на день позже) 1939 года Hs 126 борт 19-1 разбился из-за отказа мотора. Остальные пять разведчиков благополучно пережили войну и после окончания боевых действий немцы передали их франкистам, которые включили машины в состав своих ВВС. Несколько лет «супер-индюшки» служили в 41-м отдельном разведывательном авиазвене в испанском Марокко.