G-2 装备部队还比 G-1 早上几个星期，两者最大的差别就是前者使用普通座舱，风挡后下方有两个小进气口。使用的电台与 Bf 109F-4 的一样，FuG 7a 和 FuG 25 IFF。标准的武器搭载方案为一门发动机中的 MG151/20 机炮，备弹 200 发；还有两挺引擎罩上方 MG17 机枪，各备弹 500 发。此外可以进行 R-6 方案的改装，在每边机翼下挂上一个 MG151/20 机炮吊舱。
1942 年 4 月下旬，JG2 里希特霍芬联队的战斗轰炸中队和一大队成为全军最早装备 G-2 的部队，换下了原先使用的 Fw 190A。不过联队长 Walter Oesau 还保留着他的 Fw 190A-4，最前排那架就是他的座机。JG2 和 JG26 一直在西线苦苦支撑着，对抗越来越强大的英美空军
Bf 109G-2/R-1，Fieseler 的工厂曾经把一架 G-0 换上 DB 605A 发动机，改装成增程的战斗轰炸机。主要是在机腹下挂装 SC500 炸弹，但发现炸弹尺寸太大，起飞时会擦着地面。于是 Fieseler 的设计人员专门做了一个单轮的支架，撑在炸弹挂架后面的机腹上，可以把机身向上抬起，起飞后会自动脱落。另外增加了两个挂钩，可以挂两个 300 升的副油箱。试飞很成功，但不知为什么这项计划没有进行下去。
Bf 109G-2/Trop，空气过滤器和沙漠救生装具。
II/JG53 的 Bf 109G-2/R-3 双机编队正准备从西西里起飞，注意意大利式样的空气过滤器。在机身左侧座舱下前方有两个突出的固定点，当飞机停在机场上时，可以装上一把遮阳伞防止座舱温度过高
可以加装的套件有：R-2，R-3，R-4，R-6。
II/JG52 的 G-2，此时 G 已经全面接过了 F 的主力地位，但有经验的飞行员总是抱怨它的反应不够灵活
II/JG53 的一架中队长座机，正停放在突尼斯机场上。迷彩方案为背部 74/75 灰色，机腹和机身下部 76/2 浅灰绿色
1943 年初，为了对抗苏军的拉-5，16 架 Bf 109G-2 被送往芬兰装备 HleLv34，该中队在二战中以 7 架的代价击落了近 100 架苏联飞机
由于战斗机重量的增加，梅塞施密特对 G 系列进行的下一项改良是精细化，改进机轮，使之能在粗糙简易的跑道起降。所以 G-3 的轮子尺寸明显增大了，主轮从 650x150 毫米增加到 660x160 毫米，尾轮从 290x110 毫米增加到 350x135 毫米。机翼上方突起两块，用于容纳增大的轮子。尾轮的收起处加装增强条。FuG 7a 电台换成通讯距离更长的 FuG 16ZY，因此天线的位置也作了改动。
可能的变型有：
Bf 109G-3/U-2，试验型号。第一次尝试着用非战略性材料，木头来生产方向舵。 Bf 109G-3/Trop，空气过滤器和沙漠救生装具。 可以加装的套件有：R-1，R-2，R-3，R-6。
罗马尼亚空军的 Bf 109G-3/R-2，虽然增大的尾轮还是可以向后半收起，但更多的部队干脆把它固定在降下位置，并装了橡胶的防尘罩
G-3 的前轮，这种改动在东部前线大受欢迎，那里的部队常在恶劣的跑道上起降。新的轮圈一次冲压成形，与以前有轮辐铸造成型的轮胎相比，明显降低了成本，后者直到 44 年以后才基本停止使用
1943 年，驻扎在俄国南部战区的 JG3 开始换装 G-3，前面这架是 3 大队长的座机，注意 FuG 16z 的新型天线
地勤人员常常做这种临时的改动，在风挡后面简单固定一台照相机，这架 G-3 就成了侦察机。注意座舱框架上的橡胶条，这是气密措施的一部分，G-3 也使用增压座舱
G-4 的生产线比 G-3 更早开动，G-4 使用普通座舱，别的都与 G-3 一样。其中 G-4/R-3，即加装 300 升副油箱的 G-4 是产量很大的一种型号。G-4/R-2 是 G 系列中两种侦察改型之一，取消了机头的 MG151/20 机炮，在机身后下方安装 RB50/30 航空相机。G-4 也是 G 系列中大量进行 R-6 改装的机型，即在每边机翼下加装 20 毫米机炮吊舱，JG3，JG27 和 JG53 使用这种战斗机猎杀美国的重型轰炸机。
可能的改型有：
Bf 109G-4/Trop，空气过滤器和沙漠救生装具。
可以加装的套件最少有 8 种（有些编号被多次使用），除了标准的 R-1，R-3，R-6，之外，还有： R-2，机腹有 ETC50/VIIId 挂架，可以挂 4 枚 SC50 炸弹，未装备部队； R-3，侦察机，未生产； R-4，使用 RB50/30 照相机的侦察型号，机翼下有一对 300 升副油箱，未生产； R-2，实际装备的侦察机。 R-7，天线杆后面加装无线电导向环，可以让飞行员在恶劣天气或能见度低的环境中确定自己的方位。
这架 Bf 109G-4/R-3/Trop 属于 II/JG27，机翼下也搭载着 20 毫米 MG151/20 机炮吊舱，主要用来对付美国空军的B-17和B-24。注意机头的机炮口上蒙着防尘罩
