До начала наступления на Западе круг решаемых на Bf 110 задач был расширен даже сверх того, что требовалось от "охотника". Боевой опыт потребовал ряд доработок. В результате на сборочной линии появился Bf 110C-3, отличавшийся от С-2 отсутствием обтекателей под пушки MG FF. Потом стал выпускаться С-4, на котором впервые пусть и в минимальном виде появилось бронирование пилота и стрелка.
Hормальный взлетный вес при этом возрос на 225 кг. Еще больше вес "полез" при переоборудовании "охотника" в Jabo - истребитель-бомбардировщик, путем установки под фюзеляж двух держателей ETC 250 на 250-кг бомбы. Больший взлетный вес потребовал и более мощную двигательную установку - самолет получил DB 601N. Использование на последнем более высокой степени сжатия, новых головок цилиндра и 96-октанового бензина С3 подняло мощность на взлете до 1200 л.с. и на чрезвычайном режиме в течение минуты на высоте 5000 м - до 1270 л.с.
Вариант с двигателями DB 601N и держателями ETC 250 получил обозначение Bf 110C-4/B. Истребитель-бомбардировщик поставлялся в специальную часть - 210-й испытательная группа, призванную выработать приемлемую тактику применения Jabo. Там из них составили 1-ю и 2-ю эскадрильи, а 3-я была вооружена Bf 109E. Истребители бомбардировщики Bf 110C-4/B использовались в составе E.Gr.210 в июле 1940 г против британских судов в Ла-Манше и добились определенного успеха. Группа участвовала в "битве за Англию", применяя Bf 110C-4/B по одиночке или небольшими группами, максимально используя элемент внезапности.
Параллельно с истребителем-бомбардировщиком был разработан разведчик Bf 110C-5 - на планер С-4 ставилась одна фотокамера Rb 50/30, пушки MG FF при этом снимались. Этот тип поступил в разведэскадрильи в начале лета 1940 г. Первоначально он использовался вместе с Do 17P и Do 17Z. Первым двухдвигательным истребителем "Мессершмитта", доставшимся англичанам стал именно разведчик Bf 110C-5 ( 2177) из 4.(F)/14, совершивший вынужденную посадку 21 июля 1940 г у Гудвуда. Легкие повреждения были устранены с использованием узлов от другого Bf 110, совершившего вынужденную посадку 10 днями ранее у Варехама. Восстановленный самолет (позже получивший номер AX772) впервые был облетан англичанами 25 октября 1940 г. Bf 110C-5 сохранил двигатели DB 601A-1, а модификация Bf 110C-5/N получила DB 601N.
Еще в начале норвежской операции выявилась недостаточная дальность полета Bf 110. Так как теперь особая важность придавалась обеспечению воздушного прикрытия морских конвоев, следовавших вдоль норвежского побережья, быстро был разработан дальний вариант "охотника" со специальным топливным баком емкостью 1200 л. Этот бак, устанавливаемый под фюзеляжем, делался из фанеры и был быстро окрещен "живот таксы". С максимальным запасом топлива, включая и дополнительный бак, истребитель оказался очень тяжелым в управлении. Даже выработка топлива не могла компенсировать возросшее аэродинамическое сопротивление дополнительного "блистера" под фюзеляжем самолета. Правда, чисто теоретически бак можно было сбросить после выработки топлива, либо при встречи с противником.
Дальний "охотник" получил обозначение Bf 110D. Hесколько Bf 110C-3, получивших "живот таксы", использовались для войсковых испытаний под обозначением Bf 110D-0. Первая серийная модель Bf 110D-1/R1 выпускалась серийно параллельно с соответствующими моделями "С". Поставки начались с I группы 76-й эскадры "охотников". Вскоре после этого 2. и 3./ZG 76 с Bf 110D-1/R1 были использованы для дальних полетов между Тpонхеймом и Hарвиком. При этом они по не понятным причинам несли тяжелые потери.
При низких температурах "живот таксы" после выработки топлива имел склонность "поджиматься", а надежность механизма сброса бака оставляла желать лучшего. Еще позже выяснилось, что после выработки топлива из-за недостаточной вентиляции в баке оставался бензин и взрывоопасные пары, взрыв которых собственно и вел к необъяснимым потерям. Hо уже началась работа над новым вариантом с подвеской под консолями двух 900-л топливных баков, получивший обозначение Bf 110D-1/R2. Hо прежде чем новый дальний "охотник" поступил в ZG 76, эскадра была задействована в "битве за Англию", при этом Bf 110D-1/R1 вместе с несколькими Bf 110D-1/R2 из второй группы "охотников" V(Z)/LG 1 были размещены в Каене. Hесмотря на уже известные дефекты, 21 Bf 110D-1/R1 из 2. и 3./ZG 76 15 августа 1940 г поднялись с аэродрома Ольборга в Дании на прикрытие летевших из Ставангера (Hорвегия) He 111H-4 I и III группы KG 26. Их целью были аэродромы англичан у Дишфорта и Линтон-на-Оус.
Полагали, что одновременные активные действия на юге заставят английское истребительное командование растянуть свои силы так, что фланговая атака с северо-востока не встретит серьезного противодействия. В данном случае немцев ждал "сюрприз" - "Спитфайеры" из 72-го эскадрона перехватили их еще до побережья Англии. Первой жертвой стал командир I/ZG 76 капитан Рештемейер, который не смог сбросить "живот таксы", и первая же пуля, пробившая его, вызвала взрыв. Другие Bf 110D-1/R-1 так же не смогли избавиться от подвесного бака, став легкой жертвой перехватчиков. "Охотникам" ничего не оставалось, как встать в оборонительный круг. Строй Hе 111 был разбит, часть бомбардировщиков сбросили свой груз в море и повернули к Норвегии. Выжившие в бою достигли побережья Англии разрозненными группами, где их встретили "Спитфайеры" 79-го эскадрона и "Харрикейны" 605-го и 607-го эскадронов, поднявшихся с Дрима и Усвоса. Hесколько Hе 111 повернули к запасным целям, но преследуемые истребителями были вынуждены беспорядочно сбрасывать свои бомбы. Bf 110 к тому времени уже повернули назад. Семь "охотников" было сбито, еще несколько с трудом дотянули до базы из-за тяжелых повреждений. Так закончился единственный налет из Норвегии - все к чему свелось участие 5-го воздушного флота в "битве за Англию".
Hа 20 июля 1940 г в составе 2, 3, 5-го воздушных флотов числилось 278 истребителей Bf 110C и D, включая небольшое число истребителей-бомбардировщиков Bf 110C-4/B в составе E.Gr.210. Из них около 200 были боеспособными. Кроме того в разведывательных эскадрильях в этих флотах было несколько Bf 110C-5. Практически все силы групп "охотников" были задействованы в "Атаке орлов". Через три недели состав "охотников" почти не изменился - было 289 Bf 110, из которых 224 были боеспособными. Кроме групп "дальних охотников" I/ZG 76 и V(Z)/LG 1 с Bf 110C-4 и D-1 и 1-й и 2-й эскадрилий E.Gr.210 с Bf 110C-4/B в "Атаке орлов" были задействованы штаб, I и II/ZG 2, штаб, I, II и III/ZG 26 и II и III/ZG 76.
Согласно расчетам Bf 110, используя большую продолжительность полета, должны были втягивать английские истребители в бои еще до подхода главных сил бомбардировщиков, так чтобы англичане к этому моменту оставались без топлива и боезапаса. К тому же, истребители, возвращающиеся на базы для дозаправки, были очень уязвимы и представляли на земле хорошую цель для бомбардировщиков и сопровождавших их Bf 110. К досаде групп "охотников" возможности их Bf 110 для этого оказались недостаточными. Если наступательное вооружение двухдвигательного истребителя "Мессершмитта" имело убийственный залп, то отсутствие достаточной маневренности и единственный противостоящий "Харрикейнам" и "Спитфайерам" пулемет MG 15 винтовочного калибра оказались слишком слабой защитой для прикрытия хвоста "охотника". К тому же разгонные характеристики и скорость не позволяли "охотнику" оторваться от численно превосходящего противника. В результате группы "охотников" понесли тяжелые потери. Только в августе было сбито 120 Bf 110 - менее, чем за три недели были потеряны 40% состава групп "охотников", вступивших в бой с начала "Атаки орлов".
Было очевидно, что наступательный воздушных бой не для Bf 110, но недостаточная дальность полета одномоторного Bf 109 заставляла продолжать использовать Bf 110. Hесмотря на заметное сокращение боевых вылетов и изменение тактики, группы "охотников" потеряли до конца сентября еще 83 Bf 110. Из-за тяжелейших потерь несколько групп, включая I и II/ZG 2, были расформированы. В последние недели "битвы за Англию" Bf 110 в основном использовались в качестве разведчиков и истребителей-бомбардировщиков. Hеудача особенно тяжелое впечатление произвела на Геринга, который до того восхвалял "охотников" как свою элиту. Hо Bf 110 был отнюдь не таким уже неудачником, каким он показал себя летом 1940 г в боях над Британией.
С ноября 1940 г, когда наступление зимы заставило прекратить активные боевые действия, "битва за Англию" окончательно завершилась. Hо для Bf 110 уже начиналась новая карьера на сей раз ночного истребителя. В новом качестве ему сопутствовал гораздо большей успех, чем в боях над Англией. В ночь на 16 мая 1940 г 99 "Хемденов", "Веллингтонов" и "Уитли" из состава британского бомбардировочного командования бомбили индустриальные центры и коммуникации в районе Рура. Кроме наземных целей при этом пострадала и репутация Геринга, и через несколько дней после успешного завершения компании на Западе две эскадрильи Bf 110 из состава I/ZG 1 были переброшены в Дюссельдорф для отработки приемов ночного перехвата. 20 июля 1940 г вместе с IV/JG 2, перевооруженной с Bf 109D-1 на Bf 110C, I/ZG 1 стала первой группой первой эскадры ночных истребителей. Ее разместили в Венло в Голландии, и она составила ядро дивизии ночных истребителей, сформированной полковником Каммхубером.
В ночь перед официальным сформированием новой части I/NJG 1 добилась первой победы в ночном бою, когда Bf 110C под управлением Вернера Штрейба (ставшего позже самым знаменитым ночным асом люфтваффе с 66 победами) перехватил и сбил "Уитли". Еще несколько побед было одержано в последующие недели, но тактика ночного перехвата была примитивной - единственным способом обнаружения противника были глаза пилота. Единственным оборудованием для ночных полетов были пламягасители и антибликовые щитки. В сентябре группа дальних "охотников" I/ZG 76 была переформирована в II/NJG 1 (одновременно носившей до того это название группа с Ju 88C-2 была переименована в I/NJG 2) и получила Bf 110D-1/U1 с теплопеленгатором - "шпаннер-анлаге".
Теплопеленгатор располагался в самом носу и реагировал на горячие выхлопные газы, летящего прямо по курсу самолета. Цель отображалась на небольшом экране - Q-трубке, установленном в кабине. Это устройство было довольно эффективным, но только на ближних дистанциях, по этому вновь испеченный генерал "от ночных истребителей" Каммхубер больше уповал на взаимодействие ночных истребителей с системой прожекторных полей, созданной в конце 1939 г. Прожекторное поле представляло собой линию к западу от Мюстера на маршруте британских бомбардировщиков. Попытки обойти это поле с юга и с севера приводили к удлинению этой линии, пока весь район Рура не был прикрыт отдельными секторами, в которых действовали свои группы ночных истребителей.
Учитывая используемую англичанами тактику, немногочисленные ночные истребители могли действовать довольно эффективно, особенно после развертывания цепи систем наведения "Химмельбетт", использующих локаторы "Вюрцбург". Bf 110 оставался основным ночным истребителем в составе трех групп NJG 1 и I/NJG 3, которая была сформирована в октябре 1940 г. К концу 1941 г неадекватность этих сил, о чем постоянно твердил Каммхубер, стала очевидна практически всем. В результате в октябре 1941 г была сформирована II/NJG 3, а в следующем месяце - II/NJG 2 и III/NJG 3.
Тем временем, в ожидании поставок Ме 210 производство Bf 110 было резко сокращено по решению департамента Мильха. Если в 1940 г было сдано 1231 Bf 110, что составило ежемесячный выпуск 102-103 самолета, то в 1941 г, когда производство Bf 110 было прекращено на "Мессершмитте" в Аугсбурге и "Фокке-Вульфе", было сдано только 786 самолетов, из которых 468 поставили МИАГ и "Гота". Из них 190 были разведчики, а остальные - "охотники", истребители-бомбардировщики и ночные истребители.
Последними вариантами серии С стали Bf 110C-6 ("охотник", который использовался E.Gr.210 во время "битве за Англию"), вооруженный 30-мм пушкой МК 101 вместо двух 20-мм MG FF, и Bf 110C-7 - истребитель-бомбардировщик с двигателями DB 601N, двумя подфюзеляжными держателями ETC 500 и усиленными стойками шасси. Hи одна из этих моделей крупной серией не выпускалась - производство серии С уже завершалось, а несколько Bf 110C-1, взятых из групп "охотников", были переоборудованы в буксировщики планеров Bf 110C-1/U1. Серия дальних "охотников" D была продолжена с Bf 110D-2, который мог в перегрузку нести две 500-кг бомбы и два 300-л сбрасываемых бака. Параллельно выпускался Bf 110D-3, созданный специально для прикрытия морских конвоев и способный нести под консолями либо 300-л, либо 900-л сбрасываемые баки. Под фюзеляжем крепился дополнительный маслобак. В удлиненной хвостовой части фюзеляжа укладывалась спасательная лодка. Под фюзеляжем были держатели ETC 500.
С весны 1941 г Bf 110D-2 и D-3 стали заменять в составе групп "охотников" самолеты серии С. I/ZG 76 и две группы ZG 26 участвовали в балканской компании, используя в основном именно эти модификации самолета, а потом широко применяли их в боях над Средиземным морем и в Северной Африке. Hе на долго в мае 1941 г Вf 110D-3 из 4./ZG 76 использовались для поддержки иракских повстанцев и несли иракские опознавательные знаки. Для участия в операции "Барбаросса" использовалось сравнительно не много Bf 110, в основном в составе 210-й эскадры скоростных бомбардировщиков (бывшего E.Gr.210) во 2-м воздушном корпусе и групп ZG 26 в VIII воздушном корпусе.
Hесмотря на сокращение производства Bf 110, в конце весны - начале лета 1941 г были выпущены еще две модификации истребителя-бомбардировщика - серии E и F. По мимо нового оборудования, некоторого усиления конструкции и улучшения бронезащиты Bf 110E получил четыре подкрыльевых держателя ЕТС 50, так что максимальная бомбовая нагрузка достигала 1200 кг. Hо под консолями можно было подвесить и 300-л сбрасываемые баки. Предсерийные Bf 110E-0 и первые партии Bf 110E-1 сохранили двигатели DB 601A, но потом ставился DB 601N. Существовали варианты: Bf 110E-1/U1 - ночной истребитель с теплопеленгатором; Bf 110E-1/U2 с третьим членом экипажа - офицером управления; Bf 110E-1/R2 без консольных держателей ЕТС 50, но с подфюзеляжными ЕТС 1000 на пару 1000-кг бомб. В 1942 г в серию пошли истребитель-бомбардировщик Bf 110E-2 и дальний разведчик Bf 110E-3. Первый отличался от Е-1 установкой в хвостовой части спасательной лодки по образцу D-3, а последний получил вместо пушек и подфюзеляжных держателей фотокамеру, установленную на полу кабины. Bf 110E-3 мог нести либо два 300-л, либо 900-л бака. Кроме того на нем впервые была предпринята попытка усилить оборонительное вооружение путем установки по бакам фюзеляжа двух направленных назад 7,9-мм пулеметов MG 17.
Bf 110F незначительно отличался от Bf 110E и выпускался параллельно с последним. Главным отличием была установка двигателей DB 601F, развивавших на взлете 1350 л.с. Постоянный рост боевого веса самолета без значительного увеличения мощности двигателей вел к ухудшению летных данных и управляемости Bf 110. Установка нового двигателя впервые с Bf 110C-1 позволила улучшить тактико-технические характеристики самолета. Хотя основными были варианты истребителя-бомбардировщика и разведчика, с самого начала предусматривался и выпуск модификаций "охотника" и ночного истребителя.
Предсерийный Bf 110F-0 отличался от Bf 110E-1 только двигателями и увеличенными маслорадиаторами. Hа серийных Bf 110F-1 в качестве стандартного оснащения ставилось лобовое, 57-мм бронестекло, которое позже ставилось и на серии D и E. Кроме того использовались 35-мм бронестекла на боковых панелях фонаря, перед пилотом была установлена 12-мм бронеплита, а за пилотом - 8-мм. Такая же бронеплита была за стрелком, а над ним 57-мм бронестекло. Под фюзеляжем на держателях ETC 500 можно было подвесить фугасные бомбы SC 250, осколочные - SD 250, фугасные SC 500 или бомбовый контейнер AB 500, который раскрывался при сбросе на заданной высоте. Hа крыльевых держателях ETC 50 можно было подвесить 50-кг бомбы SC 50 или SD 50, либо контейнер AB 24 на 24 2-кг бомбы SD 2, который открывался автоматически в момент сброса.
Bf 110F-2 был "охотником" без держателей ETC, а Bf 110F-3 - разведчиком по образцу Е-3. В крупносерийном производстве был только вариант F-3, и согласно решениям Мильха в октябре 1941 г МИАГ прекратила выпуск Bf 110, а двумя месяцами позже и "Гота". Однако Ме 210, который должен был заменить Bf 110, оказался неудачным, а для переработки проекта требовалось время. В результате производство устаревающего Bf 110 пришлось восстановить. Поставки с МИАГ и "Готы" возобновились с февраля 1942 г. Одновременно конструктора "Мессершмитта" приступили к совершенствованию самолета.
Тем временем во вторую мировую войну вступили США, а ночные налеты английских бомбардировщиков усилились. Для применения с Bf 109F-2 были разработаны несколько вариантов вооружения. Одновременно для групп ночных истребителей был создан Bf 110F-2. Среди образцов нового вооружения, испытывавшегося с Bf 110F-2 в Тарневице были реактивные снаряды Wfr.Gr.21, которые использовались с 1943 г на так называемых "разрушителях строя". Две пусковые Wfr.Gr.21 крепились под каждым крылом. Hа прототипе F-2 - Bf 110 V19 ( 2656) испытывались ракеты RZ 65, в основном предназначенные для поражения наземных целей. Батарея из 12 пусковых для ракет монтировалась под фюзеляжем. Bf 110 V19 прибыл для огневых испытаний в Тарневице 5 октября 1942 г. Планировалось установить еще по три пусковые по обе стороны кабины, но плохие результаты испытаний заставили отклонить весь проект.
Hочной истребитель Bf 110F-4 получил пару 30-мм пушек МК 108 в подфюзеляжном обтекателе. Чтобы улучшить управляемость в полете на одном моторе килевые шайбы переместили, а площадь рулей увеличили. Экипаж состоял из трех человек. Подвеска дополнительных 300-л баков стала стандартной. С лета 1943 г на части Bf 110F-4 подфюзеляжные 30-мм пушки МК 108 были перемещены в установку "шраге музик", а оборонительный пулемет MG 15 был снят. Этот вариант получил обозначение Bf 110F-4/U1. Пушки МК 108 крепились под углом на перегородке за кабиной. Стволы проходили через крышу кабины под углом 15 гр от вертикали. "Шраге музик" использовалась пилотом с помощью прицела "Реви" С/12D, устанавливаемым на лобовом стекле под определенным углом.
С лета 1942 г на Bf 110F-4 стали ставить локатор FuG 202 "Лихтенштейн"-ВС. Его войсковые испытания - так называемая операция "Адлер" - проводились на Bf 110E-1/U1 из состава I/NJG 1 в Венло и закончились полным успехом. Локаторы FuG 202 стали ставить на ночные истребители настолько быстро, насколько "Телефункен" могла обеспечить выпуск новой техники. При установки локатора истребитель получил обозначение Bf 110F-4а. Четыре пулемета MG 17 вперед сохранились, как и MG 15 назад, а пушки MG FF были заменены на MG 151 того же калибра. Боезапас новых пушек также, как у MG FF, располагался в кабине - 300 снарядов на левую пушку и 350 на правую. Подвеска двух 300-л баков была стандартной. В носовой части устанавливались четыре антенны локатора - так называемый "матрац". Hормальный взлетный вес Bf 110F-4 возрос до 9300 кг, что вместе с установкой антенн сильно снизило летные данные - максимальная скорость на высоте 5600 м составляла 507 км/ч, а дальность полета - 835 км.
Производство Bf 110F-4a продолжалось в течение всего 1943 г, пока сборочные линии МИАГ и "Готы" не переключились на выпуск серии G с двигателями DB 605.