На протяжении летних месяцев самолет подвергался всесторонним заводским испытаниям, а в сентябре 1935 г. Г. Кнётч перегнал машину, получившую официальное обозначение Bf 109V-1, в Рехлин, где размещался испытательный центр Люфтваффе. При посадке правая стойка шасси подломилась, и истребитель получил небольшие повреждения.

Пилоты привыкли к маленьким вертким бипланам с открытыми кабинами, а из тесной остекленной кабины Bf 109V-1 обзор открывался неважный, особенно при рулении. Фонарь "мессершмитта" нельзя было открыть в полете, имелась лишь система аварийного сбрасывания. Такое положение было новым, непривычным и оттого отвергалось большинством консервативных летчиков (в СССР но той же причине Н.Н. Поликарпову пришлось переделать фонарь истребителя И-16, вернувшись к открытой кабине). Необычными особенностями Bf 109 являлись также высокая по тем временам нагрузка на крыло и применение предкрылков, не всегда выходивших одновременно, что создавало определенные проблемы при полете с малыми скоростями и маневрировании.

В январе 1936 г. начались испытания второго экземпляра Bf 109V-2 (зав. № 809) с двигателем Jumo 210А мошностью 610 л.с. Машина несла на бортах и крыле регистрационный номер D-IUDE. Помимо силовой установки отличия от первого прототипа были небольшими: усилена конструкция поворотных узлов основных стоек шасси, установлены гидрозамки для их фиксации в убранном положении, увеличена толшина створок, прикрывающих колеса, сделаны вырезы в капоте мотора для охлаждения пулеметов, но оружие на эту машину не устанавливалось.

Однако проблем с мотором оказалось достаточно много. Третий опытный экземпляр Bf I09V-3 с двигателем Jumo 210А, оснащенный двумя пулеметами MG 17 (по 500 патронов на ствол), был закончен постройкой только в июне 1936 г. Еще раньше, в марте 1936 г., BFW и "Хейнкель" - получили заказ на постройку десяти предсерийных самолетов каждая, что свидетельствовало об определенных колебаниях у заказчика.

Окончательно выбор в пользу "мессершмитта" сделали летом 1936 года, в ходе работы конкурсной комиссии Люфтваффе. Истребитель В. Мессершмигга был эффектно продемонстрирован Германом Вюрстером, выполнившим ряд сложных фигур пилотажа на малой высоте и показавшим возможность вывода из штопора практически в любой момент. Пилот Герхард Ничке, летавший на Не 112V4, по утверждению авторитетного историка В. Грина, был связан рядом ограничений, поскольку этот экземпляр машины сильно отличался по конструкции от первого опытного самолета и требовал существенной доводки. В заключение программы "мессершмитт" спикировал почти вертикально с высоты 8000 м, чего "хейнкель" повторить не мог. "Независимый эксперт" Карл Франке, облетав Bf 109, высоко оценил летные качества машины: именно ему в августе 1936 года доверили продемонстрировать мeсссршмиттовский истребитель в воздухе во время XI Олимпийских игр. Мнение Франке поддержали Эрнст Удет, который ранее числился в рядах оппонентов (ему принадлежала фраза "из этой машины никогда не получится истребитель", сказанная именно о Bf 109), и командир в то время истребительной эскадры Р.фон Грайм.

Еще одно очко в борьбе за выгодный заказ Месссршмитт получил лично от Э. Удета. когда в Рехлине в присутствии Геринга и министра обороны фон Бломберга проводился показ авиационной техники. По сценарию показ завершался демонстрационным воздушным боем между бомбардировщиками и четырьмя истребителями Не 51. Затем на Bf 109V-3 взлетел Удет и на глазах у всей публики поочередно зашел в хвост и "сбил" все четыре Не 51, а затем, для большего впечатления, сверх плана, атаковал еше и подразделение бомбардировщиков, полностью расстроив их боевой порядок и "уничтожив" ведущего. После такой убедительной демонстрации итог конкурса был окончательно определен в пользу фирмы В. Мессершмитта.

По воспоминаниям Э. Хейнкеля, к нему подошел Э. Удет и попытатся утешить: "Ваша птичка, конечно, лучше садится и взлетает. Шасси у нее то, что надо. Но если от Мессершмитта мы можем получать машины уже завтра, пускай не с таким красивым внешним видом, но в необходимом количестве, то я принимаю такое решение не колеблясь. Можете продать свою машину туркам или японцам, а если хотите - румынам. Они вас за это расцелуют в задницу". Хейнкель решил не сдаваться, а спроектировать новую машину со скоростью до 700 км/ч на основе последних достижений авиационной науки и практики. И мае 1937 года он действительно приступил к работам над истребителем Не 100 с пароохлаждаюшей системой двигателя.

В ноябре 1936 года четвертый прототип Bf 109V4. по требованию заказчиков получил усиленное вооружение, состоявшее из трех пулеметов MG 17. Специально для этой машины кок винта выполнили "усеченным", поскольку впоследствии планировали на месте среднего пулемета установить пушку MG/FF. Прототип Bf 109V4 одновременно являлся первым в предсерийной десятисамолетной партии, заказанной в марте 1936 г., и имел обозначение Bf 109В-01. При этом судьба модификации А остается неясной. Bf 109V-4 стал последним прототипом, оснащенным двигателем Jumo 210А. Все остальные предсерийные машины Bf 109В-0 получили моторы Jumo 210В, отличавшиеся измененным передаточным отношением редуктора и имевшие пятиминутную мощность 600 л.с. на уровне моря. Немного изменилась форма козырька фонаря, а взамен трех отверстий в капоте, через которые отбирался воздух для охлаждения вооружения и элементов силовой установки, применили одно.

Первые серийные Вf 109В-1, производство которых началось в Аугсбурге осенью 1936 г., в основных чертах повторяли Bf 109В-0, однако оснащались двигателями Jumo 210Da мощностью 640 л.с. на высоте и взлетной мощностью 720 л.с.; при этом по-прежнему применялся двухлопастный винт фиксированного шага. Маслорадиатор, на прототипах смонтированный в обшем тоннеле под мотором, конструкторы переместили под левую консоль. Первоначально машины несли три пулемета подобно Bf 109V-4, но впоследствии выявились частые отказы центрального пулемета из-за перегрева, и третий MG 17 сняли. В кабинах серийных истребителей монтировался стрелковый прицел Revi С/12С. Заметим, что опытные "мессершмитты", начиная с Bf 109V-3, оборудовались антенными мачтами и радиостанциями, но первые серийные Bf 109В-1 радиосредств не имели.

Главное отличие следующей субмодификации Bf 109В-2, которую запустили в производство летом 1937 г., заключалось в использовании двухлопастного металлического винта, производившегося по лицензии фирмы "Гамильтон". Лопасти винта могли устанавливаться в одно из двух положений в зависимости от режима полета: на большой угол при взлете и наборе высоты или на малый угол для получения максимальной скорости. Кроме того, на модификации В-2 вернулись к установке центрального пулемета MG 17 в развале блоков цилиндров двигателя Jumo 210Da.

На опытных машинах Bf 109V-7 и V-9 производилась отладка силовой установки с мотором Jumo 210Ga. Вместо карбюраторов этот мотор имел систему непосредственного впрыска топлива в цилиндры, что обеспечивало истребителю определенные преимущества при маневрировании, особенно при выполнении нисходящих маневров. Несколько выросла мощность двигателя, составив 700 л.с. на взлетном режиме, 730 л.с. на первой границе высотности 1000 м и 675 л.с. на второй границе высотности 3700 м. Кроме того, на Bf 109V-7 отлаживалась автоматика, обеспечивавшая постоянство наддува двигателя, а у Bf 109V-8 и V-9 была несколько изменена маслосистема (маслорадиатор смонтировали в отдельном тоннеле впереди и выше воздухозаборника водорадиатора). Продолжались попытки "довести" установку пушки MF/FF в развале блоков цилиндров, но они не увенчались успехом. Как альтернативу, на Bf 109V-8 с целью повышения огневой мощи истребителя смонтировали еше два пулемета MG 17 в консолях крыла. Позднее Bf 109V-9 также доработали, установив в консолях крыла пушки MG/FF.

Прототип Bf 109V-10, впервые поднявшийся в воздух весной 1938 г., в июле прошел переоборудование и получил опытный мотор DB б00Аа фирмы "Даймлер-Бенц". Это был радикальный шаг, поскольку мощность силовой установки повысилась более чем на треть - взлетная мощность двигателя составляла 960 л.с. Однако DB б00Аа требовал длительной доводки, которая только начиналась. Несовершенство мотора привело к отказу в полете и самолет, пилотировавшийся Э. Удетом, потерпел аварию. Фирма BFW срочно изготовила следующий опытный экземпляр Bf 109V-11, на котором продолжили летную доводку DB б00Аа.

Весной 1938 г. в серийное производство был запущен истребитель Bf 109С-1, получивший двигатель Jumo 210Ga с непосредственным впрыском и усиленный вариант вооружения из четырех пулеметов MG 17, который отлаживался на Bf 109V-8. Из менее важных изменений отметим новые удлиненные выхлопные патрубки, отклоненные по полету. Максимальная скорость машины немного возросла и достигла 470 км/ч на высоте 4500 м. Испытывались, но серийно не производились варианты Bf 109С-2 с пушкой MG/FF в развале цилиндров и Bf 109С-3 с двумя пушками MG/FF в консолях крыла.