К началу 1942 г. Fw.190a уже пошел в производство и был принят на вооружение. Большинство из его недостатков удалось успешно преодолеть, но оставались проблемы с высотными характеристиками самолета. Первой попыткой решить их был Fw.190-V13 (SК+JS) - модифицированный 29-й планер Fw.190a-0. Он был оснащен системой впрыска закиси азота GM-1, что поднимало высотность двигателя. Закись азота сохранялась в сжиженном виде в баллоне за кабиной и обеспечивала двигатель дополнительным окислителем, а заодно работала и качестве антидетонационной смеси.
Летные испытания Fw.190-V13 оказались разочаровывающими. Боевая высота поднялась до 7900 м, но закиси азота хватало ненадолго, возникли проблемы с трубопроводами. Вес системы с баллоном высокого давления равнялся весу всего вооружения истребителя. Однако "Фокке-Вульф" рассматривала использование GM-1 на BMW-801 только как компромиссное решение - уже шли проектные работы над тремя модификациями самолета в ответ на требования Технического департамента к перспективному истребителю с "высокими летными характеристиками".
На фирме заключили, что требуемые заданием характеристики с двигателем ВМW-801 достигнуть не удастся. В результате решили переключиться на двигатель жидкостного охлаждения. Танк предпочитал DВ-603, но он не был популярен в министерстве авиации и создавался в инициативном порядке. Танка информировали, что улучшение характеристик истребителя должно быть достигнуто либо на базе ВМW-801, либо с использованием только что запущенного в производство Jumo-213. Идя на уступку, Технический департамент согласился на создание варианта Fw.190 с DB-603, но было очевидно, что этот вариант станет лишь дублером основного. К тому же двигатель DВ-603 не планировалось выпускать серийно.
Среди большого количества предложений "Фокке-Вульфа" Технический департамент выбрал три: высотный истребитель Fw.190b с герметичной кабиной, двигателем ВМW-801, увеличенным на 11% по площади крылом; высотный истребитель Fw.190c с двигателем DВ-603; средневысотный Fw.190d, похожий на самолет А-серии, но с двигателем Jumo-213А. Последнее предложение вызвало наибольший интерес, так как установка нового двигателя на существующий планер обещала наиболее быстрое решение проблемы улучшения летных данных истребителя да еще без серьезных задержек в работе сборочных линий. Для этих работ было использовано несколько планеров Fw.190a-0 и 10 из 15 специально заказанных для испытаний машин.
Первый опытный самолет серии В - Fw.190-V13 уже проходил летные испытания, но так как BMW не успела вовремя поставить турбокомпрессор, то ВМW-801С-1 вместе с GM-1 был заменен на DB-603А-0 с лобовым радиатором. В результате V13 стал фактически первым самолетом серии С, хотя и без турбокомпрессора и гермокабины. Установка двигателя жидкостного охлаждения увеличила общую длину самолета на 0,66 м, но планер практически не претерпел серьезных изменений. Центровка самолета была сохранена перемещением оборудования. Двигатель "Даймлер-Бенц" был на 140 кг легче, чем ВМW-801. Второй опытный самолет серии В - Fw.190-V16 (CF+OW) также был без гермокабины и турбокомпрессора. Их предполагалось установить в дальнейшем. Вслед за ними последовал первый самолет серии С - Fw.190-V18 (CF+OY) - опять без гермокабины и турбокомпрессора. Высотные испытания, начатые в Бремене с V13 в апреле 1942 г, были продолжены в Лангенхагене уже с V16 и V18.
Первоначально все три опытных самолета оборудовались двигателями DB-603А - 12-цилиндровыми типа перевернутой V, взлетной мощностью 1750лс, 1850лс на высоте 2100 м и 1625лс на высоте 5700 м. Опытный Fw.190-V16 2 августа 1942 г был передан "Даймлер-Бенцу" для проведения испытаний двигателя и нагнетателя. До передачи в Эхтердинген на этом самолете маслорадиатор переместили под капот лобового радиатора. Сразу по прибытии DВ-60ЗА был заменен на DB-603Е с более мощным нагнетателем. Самолет испытывался с системами форсирования МW-50 и GM-1. Использование МW-50 поднимало мощность двигателя с 1800 до 2250лс у земли и с 1630 до 1900лс на высоте 5500 м. С GM-1 при впрыске 3,5 кг закиси азота в минуту в "нормальном режиме" мощность на высоте 8500 м составляла 1500лс, а при впрыске 7 кг/мин на "чрезвычайном режиме" мощность повышалась до 1490лс на высоте 9900 м.
В самом начале испытаний в Эхтеридингене Fw.190-V16 под управлением флюг-капитана Элленридера достиг скорости 720 км/ч на высоте 7000 м, а при использовании МW-50 скороподъемность у земли достигала 22 м/с. 10 октября Элленридер достиг высоты 12000 м. Вскоре полет на такой высоте стал обычным делом - самолет порой находился на своем потолке в течение 1,5 часов. Такой полет сопровождался тяжелой нагрузкой на пилота. Тем не менее Технический департамент потребовал поднять потолок до 14000 м, но было ясно, что для этого необходимы турбокомпрессор и гермокабина.
Немецкий опытный институт воздушных вооружений (ДФЛ) и "Хирт моторен" создали для использования на высотных самолетах турбокомпрессоры, хотя "детские болезни" сдерживали их использование. Созданный ДФЛ компрессор ТК-11, рассчитанный на высоты порядка 12000 м, был готов к установке на самолет с конца 1942 г. Именно его использовали на прототипе серии С, переименованном в Fw.190-V18/U1. ТК-11 монтировался в нижней части фюзеляжа. Двигатель DB-603G получил более скоростной нагнетатель и повышенную степень сжатия. Выхлопной коллектор шел назад над крылом к турбине компрессора, а сжатый воздух предварительно охлаждался, а потом поступал в турбонагнетатель.
Мотор приводил во вращение четырехлопастный винт и развивал на взлете 1900лс и 1560лс на высоте 7400 м. С ТК-11 мощность 1600 лс поддерживалась до высоты 10600 м. Fw.190-V18/U1 также получил более широкий киль, а месяц спустя и гермокабину. Она предварительно испытывалась на четырех Fw.190b - V24, V26, V28, и V29. Кабина образовывалась герметичным полом, передней противопожарной перегородкой, боковыми панелями и усиленным обогреваемым фонарем типа "сэндвич". Эти самолеты, известные как Fw.190b-0, имели двигатель ВМW-801D с GM-1 и отличались друг от друга незначительно. Исключение составлял V24 с несколько увеличенным размахом крыла - длиной до 10,85 м и площадью до 19,7кв.м. Это крыло первоначально предназначалось для самолетов серий В и С. Оно испытывалось еще на Fw.190-V15, переделанном из предсерийного Fw.190a-0 и позже оснащенного двигателем DB-603.
Испытания гермокабины постоянно срывались из-за проблем с клапанами и необходимости часто менять резиновые прокладки, герметизирующие стыки панелей. Кроме того, не поступали некоторые необходимые узлы из Лангенхагена. В мае 1943 г Fw.190-V24 недолго испытывался в Рехлине. Предварительные испытания были проведены еще двумя месяцами ранее на V18/U1, но без гермокабины и турбокомпрессора.
В качестве опытных машин серии С были закончены пять планеров - V29-V33. Все они имели двигатели DВ-603G с четырехлопастным деревянным винтом "Шварц" и турбокомпрессор под фюзеляжем, из-за чего были прозваны "кенгуру". V29 и V30 были переданы "Хирт моторен" летом 1943 г для установки турбокомпрессоров Тип-9-2281, а V31-VЗЗ получили созданные ДФЛ ТК-11. Все они оборудовались гермокабиной.
Fw.190-V16, остававшийся в Эхтередингине в качестве летающего стенда, вместо DВ-603Е получил DB-603АА c более производительным нагнетателем с гидромуфтой переключения скоростей от DВ-603Е. С новой двигательной установкой самолет достиг скорости 715 км/ч на высоте 9000 м и 646 км/ч на 12000 м при полетном весе 3700 кг. Тем временем стало ясно, что Fw.190b не пойдет в серию из-за низких летных данных, и оставшиеся самолеты были задействованы для испытания гермокабин. Самолеты серии С задерживались с испытанием турбокомпрессоров. Fw.190-V31 был списан после аварийной посадки 23 мая 1943 г. Неполадки постоянно преследовали турбокомпрессоры ДФЛ и "Хирт моторен". Главной проблемой были выхлопные патрубки, не выдерживавшие высокой температуры отработанных газов. К осени 1943 г стало ясно, что для доводки потребуется много времени. Соответственно и отношение РЛМ к Fw.190c изменилось, но работы по турбокомпрессорам были продолжены.
Основную ставку сделали на Fw.190d. Несмотря на то, что "Фокке-Вульф"предпочитала DB-603 c лучшими высотными характеристиками и большим потенциалом развития, был выбран Jumo-213, так как уже разворачивалось его массовое производство.
