Хотя в Европе большая часть многомоторных самолётов в это время уже строилась из дюраля, авиаконструкторы предложили будущую машину, как и уже проходящий испытания Z.501, строить из дерева. Причин было две: во-первых, металлургическая промышленность Италии не могла обеспечить авиазаводы необходимым количеством дюралевого проката, а во-вторых, технологи фирмы имели очень большой опыт в разработке защитных составов, заметно снижавших агрессивное воздействие солёной морской воды на деревянные изделия. Весьма преуспела компания и в производстве специальной фанеры, которая шла на изготовление шлюпок и малотоннажных судов для военно-морского флота, а также пользовалась устойчивым спросом на внешнем рынке.
Официальный старт новой программе был дан в январе 1935 г. Проектирование и постройка прототипа пассажирского гидроплана CANT Z.506A велись в очень высоком темпе, что объясняется как уже имевшимся опытом разработчиков, так и отработанностью большинства технологий и значительными производственными мощностями. Самолёт получил гражданскую регистрацию I–CANT и военный серийный номер М.М.291 5*, что свидетельствует о том, что итальянское Министерство Авиации также имело свои виды на машины этого типа, а также даёт право предположить о «не совсем мирном» характере компании Ала Литториа, в чём мы и убедимся позднее.
Конструктивно машина представляла собой двухпоплавковый трёхмоторный свободнонесущий моноплан цельнодеревянной конструкции с низкорасположенным крылом. Наружная обшивка, выполненная из высококачественной фанеры тюльпанового дерева, позволяла добиться прекрасного качества внешней отделки.
Трапециевидное в плане крыло трехлонжеронной конструкции с эллиптическими законцовками также выполнено полностью из дерева с фанерной обшивкой, часть нервюр имели сплошные стенки и делили крыло на ряд водонепроницаемых отсеков. По задней кромке крыла расположены управляемые поверхности: двухсекционные закрылки и элероны, также цельнодеревянной конструкции, обтянутые полотном. Внутренние секции закрылков снабжены триммерами, закрылки статически и динамически уравновешены. В местах крепления крыла к фюзеляжу имеются довольно развитые зализы.
Фюзеляж — монокок эллиптического сечения, в его основе лежит один главный лонжерон, по традиции (самолёт всё-таки строился на бывших судостроительных верфях) именуемый килем, и четыре вспомогательных. В местах крепления лонжеронов фюзеляж имеет три главные переборки. В передней части фюзеляжа сразу за двигательным отсеком находится пилотская кабина с двойным управлением, за ней располагается кабина радиста и бортмеханика, далее — салон для пассажиров, помещения для почты и багажа, туалет. Общий пол кабины экипажа и пассажиров также по традиции именуется палубой. Под полом пилотской кабины находится причальное оборудование, включающее в себя лебёдку и якорь. Посадка в самолёт экипажа и пассажиров осуществляется через овальную дверь, расположенную по левому борту за крылом, с поплавка по приставной лестнице. В бортах фюзеляжа прорезано по семь прямоугольных окон с каждой стороны.