Боевой дебют "Инвейдера" состоялся в июле 1944 г., когда четверка самолетов А-26B-5-DL проходила боевые испытания на Новой Гвинее в составе 13-й бомбардировочной эскадрильи 3-й бомбардировочной группы. Экипажи ранее летали на самолетах А-20 "Хэвок". У "Инвейдеров" им не понравились обзор из кабины и отсутствие двойного управления, а наступательное стрелковое вооружение пилоты посчитали недостаточным для поражения наземных целей. В полете на малых высотах отмечались большие усилия на ручку управления в канале тангажа. Нижняя пулеметная турель использовалась очень редко, "испытатели" сочли ее бесполезной. Командующий 5-й воздушной армией генерал Джордж Кеннеди в своем отчете "наверх" отметил, что не желает замены во вверенных ему частях самолетов А-20 самолетами А-26. Когда 13-я эскадрилья перебазировалась с Новой Гвинеи на Филиппины, то "Инвейдеры" с собой личный состав брать не стал.
По опыту первой войсковой эксплуатации конструкторы изменили форму фонаря кабины с целью улучшения обзора вправо и влево, а также для упрощения покидания кабины штурманом и летчиком. Было увеличено базовое вооружение самолета - поставлено два дополнительных пулемета калибра 12,7 мм в носу А-26В, еще два контейнера с парой крупнокалиберных пулеметов в каждом теперь могли быт подвешены под крылом. На самолетах более позднего выпуска по три 12,7-мм пулемета ставилось в каждой консоли крыла. В результате количество пулеметов на самолете достигло 18, включая турельные. После окончания Второй мировой войны турели со многих "Инвейдеров" демонтировали.
Между тем в середине 1944 г. на фирму Дуглас обрушился шквал критики, связанной с задержкой начала серийного производства самолетов А-26, а тут еще масла в огонь подлили не самые радужные отчеты о первом опыте боевого применения четверки "Инвейдеров" на Тихом океане. Срочно потребовалось получить положительные отзывы о боевом применении самолета. С этой целью в конце сентября 1944 г. в Европу направили сразу 18 "Инвейдеров" модели А-26В.
На европейском театре военных действий "Инвейдеры" появились в сентябре 1944 г. в составе 553-й бомбардировочной эскадрильи 386-й бомбардировочной группы, которая базировалась в Грет-Данмоу, графство Эссекс, Англия. Первый боевой вылет 18 самолетов А-26В из 553-й эскадрильи выполнили 6 сентября 1944 г., самолеты бомбили Брест. С 6 по 19 сентября "Инвейдеры" выполнили восемь боевых вылетов на горизонтальное бомбометание со средних высот, не понеся при этом потерь. Экипажи высоко оценили в своих рапортах новую технику. На основании этих рапортов штаб 9-й воздушной армии выразил желание заменить все состоящие на вооружении армии легкие и средние бомбардировщики самолетами А-26. Анализ показал, что самолет А-26 имеет больший радиус действия чем самолеты А-20 "Хэвок" и В-26 "Мародер"; большую бомбовую нагрузку, чем А-20, а по летным характеристикам "Инвейдер" вообще не имеет себе равных.
Длительной и в целом исключительно успешной боевой карьеры самолета "Инвсйдер" был дан старт. К 17 ноября 1944 г. "Инвейдерами" была перевооружена 416-я бомбардировочная группа, на вооружении которой ранее состояли самолеты А-20. К сожалению, из Штатов не поступили А-26С со штурманскими кабинами в носовой части фюзеляжей, поэтому в качестве лидировщиков групп А-26В приходилось использовать самолеты A-20J и А-20К. В конце ноября "Инвейдерами", как раз накануне битвы в Арденнах, перевооружили вторую "европейскую" бомбардировочную группу - 409-ю.
К моменту своего последнего боевого вылета в Европе 3 мая 1945 г., "Инвсйдс-ры" имелись в составе 386-й, 391-й. 409-й и 418-й бомбардировочных групп. В процессе перевооружения "Инвейдерами" в тот момент находилась 410-я бомбардировочная группа. В Италии на "Инвейдерах" летала 47-я бомбардировочная группа 12-й воздушной армии. Всего самолеты А-26 выполнили 11 567 боевых вылетов, сбросили 18 054 т бомб, сбили семь самолетов противника, собственные потерн составили 67 самолетов.
В августе 1945 г. на Тихом океане действовало две бомбардировочных группы, вооруженных "Инвейдерами", - 3-я из 5-й воздушной армии и 319-я из 7-й воздушной армии.
С окончанием Второй мировой войны серийное производство самолетов А-26В/С "Инвейдер" было прекращено. Самолеты новых модификаций - A-26D/E - в серию не передавались. Последний стандартный "Инвейдер" (44-34753) был передан USAAF 31 августа 1945 г. Всего, включая четыре прототипа, было изготовлено 2529 "Инвейдеров".
