В начале войны 150-я группа входила в состав 53 Stormo, автономной группа стала 23 октября, когда ее перевели в Валону под оперативное командование штаба Comando Aeranautica Albania. На вооружении группы состояли истребители CR.42. но вскоре после переброски в Албанию группа получила истребители С.200. В период кампании на Балканах эскадрильи 150 Gruppo Autonomo базировались на аэродромах Валона и Деволи. За более чем год действий на Балканах группа лишилась своих лучших пилотов, в числе которых были командиры 364-й и 365-й эскадрилий капитаны Маджальди и Граффир.
После победы держав Оси в Греции 150-ю группу перевели в Северную Африку, в группу была включена 371-я эскадрилья (из 22-й группы). В 150 Gruppo Autonomo насчитывалось 25 истребителей С.200, которые действовали с аэродрома Бенгази. Истребители патрулировали над портом и сопровождали морские конвой между Триполи и Тобруком. Небольшое количество С.202 поступило на вооружение соединения в середине 1942 г. В ноябре группу эвакуировали на аэродром Лечче, а все уцелевшие С.200 были переданы 8-й группе.
Сразу же после появления группы в Италии, начался процесс переучивания личного состава на мессершмитты Bf.109 модификаций F-4, G-4 и G-6; всего группа получила 49 мессеров. Процесс освоения новой техники завершился в апреле, после чего группа прибыла на сицилийский аэродром Скьячча. В боях над Сицилией 150 Gruppo Autonomo понесла тяжелые потери. Союзники громили группу в воздухе и на земле — налеты бомбардировщиков на сицилийские аэродромы проводились постоянно. На день вторжения на остров войск союзников (3 июля 1943 г.) в группе оставалось 25 боеспособных самолетов. 28 июля группу отвели с фронта в Турин. На момент заключения перемирия остатки 150 Gruppo Autonomo находились в Турине.
Сформированная в августе как Sezione Sperimentalt (экспериментальная секция) в составе 23 группы эскадрилья первой в итальянских ВВС получила истребители Re.2000 серии I. Разработка этой машины началась в 1939 г., когда стало ясно, что пришедшие на смену бипланам CR.32 и CR.42 истребители С.200 и G.50 не отвечают требованиям современной войны в воздухе. Самолет Re.2000 разрабатывался по заказу Regia Marina на катапультный истребитель, но отсутствие в Regia Aeronautica по настоящему современных истребителей привело к появлению сухопутной 377 Squdriglia Autonoma.
Большую часть своей истории эскадрилья действовала против Мальты с различных аэродромов Сицилии и Сардинии. Автономным подразделение стало в декабре 1941 г. после переброски 23-й группы в Северную Африку. 377 Squdriglia Autonoma осталась на Сицилии. В 1942 г. на вооружение подразделения поступили Re.2000 серии III. С Сицилии эскадрилья работала до весны 1943 г. В этот период в ней появилось звено ночников, летавшее на бипланах CR.42. На этом устаревшем самолете tenente Торчио умудрился сбить пять самолетов союзников.