Bf 110 家族最后一种量产机型是 Bf 110G-4，它是专为夜间空战而开发的。从 1943 年 1 月至 1945 年 3 月，G-4 共由哥达公司制造了 2,293 架。
Bf 110G-4 以 G-2 的机身为基础，主要改进之处有：机鼻增加装甲、加强座舱框架强度和增加新式电台、导航及雷达装置。新设备的到来造成飞机阻力和重量显著增加，严重影响了飞机的飞行性能，是飞机的最大飞行速度降低了 30 公里/小时，操纵性也有所下降。加装 M1 改装套件（两门 MG151 机炮）和 SN-2 雷达后，飞机的速度再度下降 40 公里/小时，结果 Bf 110G-4 的最大速度仅能在 5,800 米高度达到 510 公里/小时，爬升至 6,000 米高度用时 9.1 分钟。
随着英军夜间战斗机的威胁日益增大，Bf 110 身上的雷达设备不断增多，导致无线电操纵员难以同时兼顾注视雷达荧幕和观察机外情况两项任务。于是德国空军在 1944 年决定为 G-4 增加一名乘员，无线电操纵员专心关注雷达荧幕，观察的任务则由后座机枪手担当。
Bf 110G-4 操纵性受到了机组人员的好评所，实战中也取得了相当不俗的战绩。Bf 110G-4 的最大弱点是护航能力较差，它所携带的燃料只够进行 80－90 分钟的战斗飞行。当夜间战斗机部队开始引入“野猪”战术后，Bf 110G-4 便显得有些力不从心了，这也是 Bf 110G-4 在战争后期逐渐被 Ju 88 和 He 219 逐渐取代的主要原因之一。
1943 年 6 月，首批 10 架 Bf 110G-4/U7 交付部队，用于拦截英军的“蚊”式战斗机，其后座的机枪和装甲被拆除，换为容量 440 升的氧化氮储存罐。但有不少机组人员认为加压系统过于危险，且“蚊”式战机很少在 8,000 米以上的高度活动，因而将其拆除。
Bf 110G-4/U8 于 1944 年 11 月投产，它将氧化氮储存罐换为 1 个容量 540 升的燃料箱和 1 个 50 升的机油箱，航程因此而提升了 350 公里。但 U8 的操纵性不佳，因此并不受飞行员们的欢迎。
G-4 的下一个改型是 Bf 110G-4/R3，它同样将四门 MG17 机枪换为 MK108 机炮。夜间空战的交战距离通常不超过 100 米，飞行员们认为 MK108 的威力过大，会对自己的飞机产生伤害。飞行员们曾不止一次的报告称，他们用 MK108 将英军飞机打的凌空爆炸，结果被爆炸产生的碎片击中。MK108 开火使还会弄脏飞机的挡风玻璃，开火时产生的火光会导致飞行员暂时使命。为此，厂方采取了在炮口加装消焰器来解决这一问题。
Bf 110G-4/R3，机鼻上装有 SN-2 雷达的天线
Bf 110G-4/R8 的前射武器同 G-4/R3 一样，主要改动是在后座两侧加装两门俗称“斜乐曲”的 MG-FF 型斜射机炮。“斜乐曲”最早于 1943 年 7 月装上 Bf 110，由于在空战中表现十分突出，德国空军在 1943 年 10 月决定为所有的 Bf 110G-4 安装该武器。Bf 110G-4/R8 首架原型机于次年 5 月 13 日完工，同年 8 月 8 日开始装备部队。
Bf 110 家族中的最后一个成员是 Bf 110H 重型高空战斗机，它换装了 1,435 马力的 DB605E 发动机，在 GM1 系统的帮助下，Bf 110H 预计在 6,000 米高度可达到 580 公里/小时的速度，在 8,000 米高度可达 620 公里/小时，在 10,000 米高度这一数字升至 650 公里/小时。Bf 110H 仅发展到设计阶段便告终止，没能进入实机制造阶段。
初露锋芒
波兰战役
到 1939 年 9 月 1 日二战爆发时，德国空军已经接收了 159 架 Bf 110C-1，陆续装备了三个驱逐机大队——第 1 教导联队第 1（驱逐机）大队（I（Z）/LG1）、第 1 驱逐机联队第 1 大队（I/ZG1）和第 76 驱逐机联队第 1 大队 （I/ZG76）。其余 7 个暂时无法获得 Bf 110 的驱逐机大队在波兰战役期间使用 Bf 109 作战。
1939 年 8 月 31 日部署在捷克斯洛伐克的 Bf 110C-1，隶属 2./ZG76，已经装弹满油准备入侵波兰
Bf 110 在波兰战役初期的主要任务是为轰炸机护航，而 Bf 110 也很好的完成了这项任务。驱逐机的飞行员们发现，在与波兰空军的 PZL P.11 战斗机空战时，只需保持高速，尽量避免卷入格斗，便可轻松将之击落。经过两周的激烈战斗，波兰的战斗机部队基本被肃清，Bf 110 转而负责攻击为保卫华沙而进行重组的波兰军队。
I（Z）/LG1 的 Bf 110C，该单位的 Bf 110 在波兰战役中击落 5 架 PZL P.11，自己无一损失
英、法对德宣战后，防御来自西线的攻击成为德军的另一项重要任务。为此，德国空军于 9 月中旬将部分作战单位从波兰调拨至德国西部边境，其中便包括上述的三个驱逐机大队。
2./ZG76 的 Bf 110 编队入侵波兰
Bf 110 在波兰战役期间的表现令德国空军十分满意。Bf 110 在护航和对敌攻击作战中均有不俗表现，在不到一个月的战役期间，Bf 110 的损失仅为 10 多架。9 月 27 日，波军残部向德军投降，波兰战役宣告结束。
赫尔戈兰空战
英法虽然早在 1939 年 9 月 3 日便对德宣战，但当时的西线却一片寂静，呈现出所谓“静坐战争”的景象。直到 1939 年 12 月 18 日，平静的战局才被短暂的打破，英国空军当天出动 24 架“惠灵顿”轰炸机对德国的赫尔戈兰－拜特地区进行武装侦察。英国空军当时还对误伤德国平民有所顾忌，因此禁止轰炸德国城市，只允许攻击在海上航行的德国舰船。在当天起飞的轰炸机中，有两袈在起飞后不久就因技术问题提前返回。英军轰炸机在目标水域上空没有发现目标，便掉头返航。