Als Schulterdecker mit vier bis sechs Sitzen wurde sie vorwiegend militärisch bei der Bundeswehr und in anderen Streitkräften verwendet. Der Entwurf basierte auf der von Dornier in Spanien entwickelten Dornier Do 25.

Gemäß den Anforderungen, die an das Vorgängermodell Do 25 gestellt worden waren, war die Do 27 als robustes, einmotoriges Mehrzweckflugzeug mit hervorragenden Kurzstart- und Landeeigenschaften entworfen worden. Als freitragender Schulterdecker in Ganzmetallbauweise ausgelegt, befanden sich entlang der Nasenleiste des zweigeteilten Tragflügels starre Vorflügel. Der Rumpf war in Schalenbauweise ausgeführt und beherbergte einen Besatzungsraum für zwei Personen sowie einen Passagierraum mit Platz für bis zu 6 Personen oder je nach Bauart zwei Krankentragen. Höhen- und Seitenleitwerk sind in Normalbauweise ausgeführt und blechbeplankt. Sämtliche Ruderflächen sind stoffbespannt.

Als Triebwerk wurde serienmäßig ein Lycoming GO-480 eingebaut. Diese Kolbenflugmotoren wurden teilweise von BMW in Lizenz gefertigt.

Das Fahrwerk ist als starres Spornradfahrwerk mit zwei freitragenden Hauptfahrwerksstreben ausgelegt, die ölpneumatisch gedämpft sind. Die Bremsscheiben sind schwimmend in der Radfelge gelagert. Für die Landung auf Schnee war ein Rüstsatz mit Kufen verfügbar. Die Version mit Schwimmern als Wasserflugzeug wurde zwar erprobt, blieb jedoch ein Einzelstück.

Die Bundeswehr war mit 428 Flugzeugen der größte Abnehmer und erhielt am 14. Januar 1957 die erste Serienmaschine, die der Heeresfliegerstaffel 811 in Niedermendig übergeben wurde.
Die Dornier Do 27 war somit das erste deutsche Motorflugzeug, welches nach dem Zweiten Weltkrieg in Serie produziert wurde.

Auf der AIRPOWER22 ist eine Maschine des Bundeswehr Luftsportring Laupheim e.V im Static Display zu bestaunen.