Pada September 1942 Me 323 bagi kegunaan dalam kempen Tunisi telah dihantar, dan memasuki perkhidmatan di medan Mediterranean pada November 1942. Kehilangan pada kadar tinggi dalam perkapalan Berikat telah menjadikan pengangkutan peralatan melalui udara secara besar-besaran merentasi Mediterranean bagi mengekalkan pembekalan kepada tentera Rommel.

Pada 22 April 1943 satu formasi 27 Me 323 dengan muatan penuh diiring menyeberangi Selat Sicilian oleh Bf 109 dari JG 27 dipintas oleh tujuk skuardon Spitfire dan P-40, dengan kehilangan 21 Me 323.[3] Tiga dari P-40 ditembak jatuh oleh pesawat pengiring.[4]

Dari segi reka bentuk pesawat, Me 323 sebenarnya amat lasak, dan mampu menerima sejumlah besar tembakan musuh kecuali sekiranya dimuatkan dengan tong bahan api – gelaran Leukoplastbomber ("pengebom Elastoplast") atau lebih rendah lagi sebagai "pengebom pita pelekat," oleh Afrika Korps adalah kurang adil. Me 323 adalah seperti "sasaran bergerak," kerana amat perlahan dan besar bagi satu pesawat. Bagaimanapun, tidak ada pesawat pengangkut boleh dijangka terselamat tanpa kelebihan penguasaan udara atau sekurang-kurangnya, perlindungan udara tempatan yang menyeluruh, dan ia dipercayai bahawa tiada Me 323 terselamat dalam perkhidmatan selepas musim panas 1944.

Keseluruhan 213 Me 323 dibina sebelum pengilangan berhenti pada April 1944. Terdapat beberapa versi penhasilan, bermula dengan D-1. Versi D- dan E- berbeza dengan pilihan jana kuasa dan persenjataan pertahanan, dengan pengukuhan dalam kekuatan struktur, muatan kargo keseluruhan dan keupayaan bahan api turut dilaksanakan. Sungguhpun begitu, Me 323 kekal berkuasa amat rendah. Terdapat juga cadangan bagi memasang enam radial BMW 801, tetapi ini tidak pernah berlaku. Me 323 juga merupakan pesawat jarak dekat, dengan jarak biasa (bermuatan) 1,000–1,200 km. Sungguhpun begitu, sejumlah Me 323 terhad dalam perkhidmatan merupakan aset berguna kepada Jerman dan digunakan secara kerap.