25 августа 1936 г. фирму посетил инспектор истребительной авиации Эрнст Удет (Ernst Udet), которому продемонстрировали Bf 110 в полете. Он был искренне удивлен тем, что двухмоторный самолет способен крутить фигуры не хуже обычного истребителя. Однако опытному боевому летчику увиденного оказалось мало. На следующий день состоялся учебный бой между Bf 110V1, пилотируемым Г. Вюрстером, и одномоторным Bf 109V3, в кабине которого занял место сам Удет. Поединок проходил на высоте около 1000 м. Как ни старался Удет, ему с трудом удавалось поймать своего противника в перекрестье прицела, причем лишь на мгновение, которого явно не хватило бы, чтобы сбить «вражеский самолет».

24 октября 1936 г. вышел на летные испытания Bf 110V2, получивший шайбы хвостового оперения измененной формы – вместо угловатых они стали эллиптическими. А ровно через два месяца поднялся в воздух и Bf 110V3, оборудованный штатными моторами DB 600А. Через несколько дней машина показала максимальную скорость 502 км/ч – и это в то время, когда лучшие одномоторные истребители-бипланы развивали 400-450 км/ч. Также эта машина получила вооружение – четыре 7,92-мм пулемета MG 15 в носовой части. Еще ранее, 1 июля 1936 г., рейхсминистерство авиации заказало 9 предсерийных Bf 110, а 1 ноября внесло в план закупок авиатехники 104 самолета со сроком поставки к марту 1938 г.

В январе 1937 г. к испытаниям подключили четвертый прототип Bf 110V4. Слабым местом оказались новые моторы DB 600А, часто выходившие из строя, что угрожало срывом сроков проведения испытаний. К тому же, промышленность не могла наладить ритмичные поставки карбюраторов для этих двигателей.