He112V-8 原型机线图
He 100 的原型机共制造8架，其中前三架（V1-V3）采用了机翼表面蒸发冷却系统，后几架原型机则重新采用传统的散热器。原型机完成后，亨克尔还制造了 12 架预生产型 He 100，这批飞机被称为 He 100D。He 100 从未装备德国空军，但戈培尔为了迷惑盟军的情报机构，曾将几架 He 100D 涂上了德国空军标志，并在不同地点拍摄了大量照片，再重新用 He 113 的编号在德国国内的各大杂志上刊登这些照片。He 100 的 8 架原型机中，1 架毁于试飞事故，1 架被德意志博物馆收藏，剩下 6 架被苏联买下。至于 12 架预生产型，除向日本出口三架，剩下的则留在亨克尔工厂被编入工厂护卫队，用于保护亨克尔工厂免遭盟军空袭。
德国空军中的“影子部队”
Me 209V1 的反击
就在亨克尔公司在用 He 100 冲击世界记录时，他们的老对手梅塞施米特也没有闲着。早在 1937 年，梅塞施米特就秘密提出了代号 P.1059 的高速飞机计划，计划提交航空部后立即获得了制造 3 架原型机的合同，并获得了 Me 209 的正式编号，戈培尔对外将其称为 Bf 109R，其真实身份直到二战结束后才被披露出来。航空部批准制造 Me 209 的原因十分简单，就是航空部技术总监乌德特无法接受世界记录不属于空军的制式战斗机 Bf 109 或其改型，而戈培尔出于到对外宣传 Bf 109 的考虑也力挺 Me 209。
Me 209 的首架原型机 Me 209V1（生产序号 1185，无线电呼叫号 D-INJR）于 1937 年年底开工制造，次年 6 月完工。Me 209V1 采用了下单翼单座单发布局，飞机翼展 7.8 米，机长 7.24 米，动力装置为一台 DB601A 倒 V 字型 12 缸液冷发动机。Me 209V1 的燃料箱和冷却液罐装在发动机后方的机身重心处，这样可以保证飞机的重心在任何状态下始终保持不变。Me 209V1 的座舱装在飞机重心后方，位置十分靠后，仅在尾翼前方的不远处，起降时的视野十分差劲。为了平衡螺旋桨带来的强大扭矩，飞机的垂尾向机身下方延伸一小段。Me 209V1 的冷却系统可谓独树一帜，这种被称为蒸发冷却系统是将被发动机加热变为蒸汽的冷却液引入位于机翼中段后缘处的散热器内，蒸汽在散热器内重新凝结成液体，然后再回到冷却液罐，等待再次进入发动机。这种冷却方式的冷却效率极高，但却有一个致命缺陷，就是在冷凝过程中，部分冷却液会从机翼上表面的通气孔溢出，冷却液平均每分钟会损失 1－1.5 加仑（4－5 升），最多时每分钟损失 2 加仑（9 升），而飞机的冷却液罐的总容量不过 48－60 加仑。采用了这种独特的散热系统，Me 209V1 注定无法进行长时间飞行。
Me 209 的首架原型机 Me 209V1
Me 209V1 应用了与 He 100 类似的冷却技术，在冷凝过程中，部分冷却液会从机翼上表面的通气孔溢出
1938 年 8 月 1 日，赫尔曼•武斯特驾驶 Me 209V1 完成首飞，由于试飞中发动机和冷却系统出现故障，首飞只持续了 7 分钟。在战后发现的梅塞施米特公司的文件中的，武斯特指出 Me 209V1 在试飞中出现的问题多达 17 项，依次如下：1、发动机运行不顺畅；2、冷却液温度过高，表明冷却系统工作效率不佳；3、座舱通风不佳，发动机废气不断渗入，飞行员在飞行中不得不佩戴氧气面罩；4、时速超过 250 公里/小时，起落架无法放下；5、进行高速机动时，主机轮有从起落架舱中弹出的危险；6、油箱盖在高速飞行中会有突然打开；7、起落架液压系统渗漏，并将液压油喷洒到档风玻璃上；8、起飞滑跑距离过长，起飞品质恶劣；9、座舱视野极差；10、飞机在爬升过程中很不稳定；11、在转弯压坡度飞行时，方向舵失灵；12、全油门状况下进行倾斜飞行时，飞机会发生横滚；13、操纵杆杆力过大，操纵十分费力；14；在160－170公里/小时的速度范围内飞行时，飞机的操纵变得迟钝；15、降落十分危险，除非是在无风的天气下进行；16、着陆时，飞机无法沿直线滑跑，出现严重的跑偏现象；17、着陆滑跑时，无法使用制动来缩短飞机的滑跑距离，否则会加剧跑偏现象。
Me 209V1 无线电呼叫号 D-INJR
梅塞施米特与首席试飞员弗里茨•温德尔
按照惯例，一种飞机如果在试飞中出现十多项问题，这种飞机的研制往往会被很快终止。但纳粹的官员对此并不介意，他们只关心 Me 209V1 的飞行速度能否超过 He 100。因此 Me 209V1 的测试工作得以继续进行，试飞员们在试飞中小心翼翼，因为任何微小的闪失都可能酿成机毁人亡的惨剧。在整个 1938 年 8 月，戴姆勒－奔驰的工程师们一直在全力研制新的动力装置，设法将 DB601ARJ 发动机的最大输出功率从 1,600 马力提升至 2,300 马力。但 2,300 马力的最大功率只是短时间的爆发功率，只能维持 30 分钟左右，此后冷却系统将无法承受发动机产生的巨大热量。在以 2,300 马力运行时，DB601ARJ 发动机每分钟要消耗 2 加仑的冷却液，这意味着 Me 209V1 的续航时间只有 35 分钟，不过这对一种专门用来创造速度记录的飞机来说并不算十分严重的问题。
梅塞施米特原打算为后三架原型机（V2-V4）安装经过改装的 DB601ARJ 发动机，用它们来挑战世界记录。但 Me 209V2 却在一次试飞中失事，飞机彻底被毁。此时 V3 和 V4 还未完工，再加上 He 100V8 已经创造了新的世界记录，梅塞施米特不愿再等下去，他决定为 Me 209V1 换上 DB601ARJ 发动机，放手一博。1939 年 4 月 26 日，梅塞施米特首席试飞员弗里茨•温德尔驾驶换装新发动机的 Me 209V1 以 755.138 公里/小时的速度创造了新的国际航联绝对速度世界纪录。Me 209V1 的记录很快便获得国际航联的正式承认，成为当时世界上飞的最快的飞机，这一记录直到战后才被英国的“流星”式喷气战斗机打破。