在教练型基础上研制的 Me 262B-1a/U1 夜间战斗机给人留下了深刻印象，该机安装了先进的 FuG-218“海王星”长波雷达和可以追踪英国轰炸机上 H2S 导航雷达电波的 FuG-350ZC“纳克索斯”（Naxos）引导装置。机鼻装备两门 MK108 30 毫米机炮和两门 MK151 20 毫米机炮。夜战型 1944 年 10 月在著名的哈约.赫尔曼（Hajo Hermann，德国空军少校，“野猪”战术的创始人）驾驶下开始进行试验。“海王星”的鹿角状天线增加了阻力，使飞机速度有所减慢，但仍比蚊式快得多。
Me 262B-1a/U1 夜间战斗机
接下来的冬季，库特.沃尔特（Kurt welter），“斯坦姆大队”（Kommando Stamp）的指挥官，开始使用 Me 262A-1a 单座型进行“野猪”（Wilde Sau，哈约.赫尔曼发明的战术，使用没有雷达的昼间战斗机在地面探照灯的帮助下进行目视接战）夜间作战，到来年 4 月该单位获得少数 Me 262B-1a/U1 夜间战斗机。在装备了先进的 Me 262 夜间战斗机后，沃尔特的战绩大增，击落 20 架敌机，成为战绩最高的喷气式战斗机王牌。
战争末期，梅赛施密特还设计了一种改进的 Me 262B-2a 夜间战斗机，与 Me 262B-1a/U1 相比，机身加长 1.2 米，增加了燃料容量。最重要的改进是安装了“柏林”厘米波雷达，不但增加了搜索距离和分辨率，而且使用可以容纳进机鼻内部的碟形天线，彻底克服了鹿角天线的缺陷。也有一些资料说 Me 262B-2a 在后机身安装有斜射炮，可以从下方攻击腹部缺乏防卫的英国轰炸机。
但是与家族中的其他成员一样，Me 262B-2a 出现的太晚了，技术不成熟的 Jumo 004B 发动机从未真正准备好用于实战。为了节约贵重金属，Jumo 004B 的涡轮叶片强度不够，在离心力的作用下会“变长”，有时甚至在 10 小时的运转后，发动机就变成了一堆废铁。
Me 262 一共制造了超过 1,400 架，但是只有其中的一小部分参加了作战。燃料的短缺和盟军轰炸机的肆意轰炸使德国空军在任何时候都未曾同时操作过 200 架以上的 Me 262。Me 262 击落了大约 150 架盟军飞机，同时自身被击落 100 架，事故损失的数量还远大于此，并不是个鼓舞人心的战绩。
Me 262 对二战的进程没有产生任何影响，但战后大大推动了喷气机的发展。它比当时盟军已有的或正在设计的任何一种战斗机都先进。加兰德战后在阿根廷飞行了格罗斯特“流星”后，认为如果将流星可靠的发动机与 Me 262 先进的机身结合，结果将会产生最伟大的第一代喷气式战斗机。
战后，战胜各国争相瓜分 Me 262 并组织人员进行试飞评估。其中最著名的是美国陆航的“沃森的专家”（Watson's Whizzers）小组，领导人陆航航空技术情报处哈洛德.E. 沃森上校。沃森在两名会说英语的德国飞行员和亲美的德国地勤人员的帮助下设法在巴伐利亚利岑菲尔德（Lechfeld）机场寻找到一架完整的 Me 262。
美军俘获的 Me 262A-1a
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这架 Me 262 随后被英国护航航母收割机号运到美国，在俄亥俄州怀特机场进行一系列试飞。测试包括与一架洛克希德 P-80“流星”进行对比飞行，结果 Me 262 获得全面的优胜。
捷克斯洛伐克重新组装了少数 Me 262，供空军进行测试，Me 262A-1a 的捷克编号是“S-92”， Me 262B-1a 的编号是“CS-92”。
捷克组装的 Me 262B-1a（CS-92）
Me 262A-1a/U3：侦察型，机头装备两具 Rb50/30 照相机。
Me 262A-1a/U3 侦察机,机鼻两侧有特殊的鼓包
Me 262A-1a/U4：大炮鸟，这里要特别提一下。U4 在机鼻安装了一门 MK 214 50 毫米炮，用于攻击美国 B-17 轰炸机编队，外形很像独角鲸。由于后坐力太大，影响精度，所以战绩不佳。
Me 262A-1a/U4 安装了骇人的 50 毫米大炮
Me 262A-2a/U2：完全的轰炸型，机鼻部增设一个舱位以安置投弹手。由于空间狭小，投弹手只能程俯卧姿势。验证机只生产了两架，生产编号重新改为Me 262A-4。
为了精确轰炸，Me 262A-2a/U2 在机鼻设置了导航-轰炸员舱
Me 262A-5：侦察/战斗构型，机头安装了侦察设备。外观与 Me 262A-1a/U3 相像。
Me 262B-2a：双座夜间战斗机，机身延长了 1.5 米，并有一个新的较短的座舱盖。还装有更好的雷达、新的推力更大的发动机，机炮也改进了：在驾驶员座舱后加装 2 门 30 毫米 MK 108 斜射炮，在机头下加装 SG 500 "Jagdfaust"无后坐力 50mm 炮（备 12 发穿甲弹 ）或一门 50 毫米 MK 114 机炮，另外可以挂载 48 枚 R4M 火箭。
Me 262C-1a：昼间截击机。使用 Jumo 004 发动机。在机尾安装了 HWK 509 火箭助推器，为此方向舵切掉了一点。
Me 262C-1a 的机尾由于安排了火箭喷管，所以方向舵下部缺了一块
Me 262C-2b：发动机换成 BMW 003R 火箭/喷气复合发动机（在原先喷气发动机上方加了火箭助推器。）后机身也装有火箭助推器，但方向舵没有切掉。
Me 262C-3：在机腹下安装了燃料箱以向 HWK 509 火箭发动机提供燃料。
Me 262D:专门用于攻击 B-17 轰炸机群。安装了向上发射的 12 联装 50 毫米 RX 73 火箭弹发射装置，攻击 B-17 的腹部以引发炸弹舱内炸弹连锁爆炸。但是难以解决的是发射时的后坐力，后来只有一套实验性的装置安装在 Me 163 上。
二战末期，日本从德国获得了一架完整的 Me 262，用潜艇安全运送回国。他们随后开始了这种战斗机的仿制工作——Ki-201“火龙”，但是在战争结束前没有完成。
另外日本海军利用 Me 262 的技术开发了攻击机——中岛 J8N1“”。“橘花”看起来与 Me 262 相似，但是后机身截然不同，为了简化生产没有向后收细。并且它空重大约是 Me 262 的一半。