Оба прототипа не отличались друг от друга. Правда, часто можно увидеть утверждение, что V3 был дополнительно вооружен 20-мм пушкой MG FF/M, стреляющей через вал винта. Но это, скорее всего, неправда. Прежде всего, техническое задание предполагало, что через вал винта должен был стрелять пулемет, во-вторых, пушка MG FF/M в то время еще не выпускалась, в-третьих, нет никаких документальных доказательств ее установки на Me 109V3. То, что на снимках обычно интерпретируют как ствол пушки, в действительности представляет собой вал винта, выглядывающий из-под срезанного кончика обтекателя.
Два снимка Me 109V4 (W.Nr. 880, D- IALY), сделанные на заводском аэродроме. Внешне самолет отличался от V2/V3 только модифицированным главный шасси с более узкими шинами, что позволило отказаться от выступов в крыле. Самолет оснащен маслорадиатором в левом крызе, обтекатель втулки винта закрывает лобовое вентиляционное отверстие.
Еще один снимок Me 109V4. Четвертый прототип одновременно был первым предсерийныи образцом Me 109В-0. Отчетливо видно, что на верхней стороне крыльев отсутствуют выступы.
Me 109V2 пролетал недолго. В апреле 1936 года самолет разбился, едва успев завершить программу испытаний в Травемюнде. Поэтому основная нагрузка легла на Me 109V3, который подвергся интенсивным испытаниям во второй половине 1936 года. Весь полученный опыт предполагалось учесть при создании четвертого прототипа — Me 109V4 (W.Nr. 878, D-IALY), который должен был стать образцом для серийного производства. Только в сентябре третий прототип совершил 30 вылетов общей длительностью 16 часов 54 минуты. Затем машину передали для испытаний надежности главного шасси (650x150 мм, фирма Argus-Bremsraeder), определенное в 200 циклов взлет-посадка.
Во время испытаний вскрылось множество недостатков самолета. Кроме так называемых «болезней детского возраста», которые в принципе можно было устранить со временем, выявилось несколько органических недостатков, которые становились очень серьезными по сравнению с усовершенствованным прототипом Не 112. Когда 21 января 1936 года Me 109V2 поднялся в воздух в первый раз, Не 112V2 уже второй месяц проходил испытания. Сравнительные испытания обоих прототипов провели в конце февраля — начале марта 1936 года в Рехлине. Главные испытания проходили 26–27 февраля и 2 марта. В ходе пробных полетов прототип Не 112 разбился. Быстро представить замену Хейнкель не смог, так как Не 112V3 находился в полуразобранном состоянии на заводе, где проходил коренную модернизацию. Самолету укорачивали крылья, меняли систему охлаждения, устанавливали новый капот, новую систему отвода выхлопных газов, застекляли фонарь кабины, меняли верхнюю часть фюзеляжа, увеличивали площадь киля, устанавливали пулеметы в фюзеляже, а также устанавливали трехлопастной винт. Все эти переделки должны были радикальным образом улучшить характеристики самолета. Но, несмотря на то, что Хейнкель всех поставил в известность о результатах переделки, сроки поджимали. Поэтому сравнительные испытания были завершены.
Me 109В-0 (D-IHHB), использованный для интенсивных летных испытаний. Обратите внимание на непонятную мачту, установленную перед кабиной, а также кинокамеру, смонтированную на киле. Антенная мачта отсутствует, многие В-0 также не несли пулеметов.
Два снимка Me 109В-0 (D-IEKS), сделанные зимой 1936/37 г.г. на заводском аэродроме в Аугсбурге. Самолет имеет ряд особенностей, характерных для серии В-0: отсутствуют пулеметы и радиостанция, укорочены предкрылки, маслорадиатор под левым крылом. Обтекатель втулки винта, похоже, выкрашен в желтый цвет.
Тройка «мессеров», сфотографированная в Швейцарии. Слева виден хвост V10, в центре V8, за ним — V7.
Me 109V7 (D-IJHA), снятый в Швейцарии, во время летных соревнований, август 1937 года. V7 и V8 отличались от остальных прототипов дополнительными воздухозаборниками — все три которых видны на фото. Два небольших под коком винта и один большой перед радиатором. Офицер в белом кителе люфтваффе — Франке — разговаривает с майором Зайдеманном.
Результаты испытаний оказались благоприятными для Me 109. «Мессер» был маневреннее, чем Не 112, за исключением горизонтального маневра. Особенно эффектно Me 109 выступил 2 марта, когда ведущий летчик-испытатель фирмы BFW совершил на машине 17 витков штопора влево, а затем 21 виток вправо, без малейшего намека на сваливание в плоский штопор. Кульминационным пунктом выступления стало пикирование с высоты 7600 м до земли. Me 109 перешел в горизонтальный полет над самой трибуной, на которой находились члены приемной комиссии, в том числе Удет, фон Грайм и Франке. Все оказались под впечатлением от маневренности самолета. Не 112 не смог показать такой же класс из-за слишком большой площади крыльев. В результате приоритет получил Me 109, о чем 12 марта 1936 года был составлен официальный документ. Me 109 направили в серию, несмотря на то, что самолет по сравнению с Не 112 обладал множеством эксплуатационных недостатков (сложностью в пилотировании и недостаточной управляемостью у земли). Обычно утверждают, что в серию Me 109 направили в начале лета 1936 года после того, как поступили сведения о том, что в Великобритании начался выпуск самолета Supermarine «Spitfire» серией в 310 машин. Однако, все было совсем не так. Поскольку результаты сравнительных испытаний Me 109 и Не 112с немецкими двигателями и с полным оснащением еще не были известны, в RLM перенесли начало выпуска на более поздний срок. Этот перенос нашел свое отражение в 1-м производственном плане (Lieferplan 1), утвержденном в октябре 1935 года. План предусматривал выпустить с февраля по июнь 1936 года 7 Me 109 и с июня по декабрь 1936 года 12 Не 112. В конце 1935 года план пересмотрели. В плане Lieferplan la уже предусматривался выпуск 10 Me 109 за тот же период, планы в отношении Не 112 не изменились. Эти факты указывают на то, что в 1935 году еще не было принято окончательно решение, хотя чаша весов склонялась в пользу Не 112.