Требования к Охотнику были сформулированы и направлены нескольким фирмам. В результате появились такие самолеты, как Fw-57, Hs-124 и Bf-110. И хотя последний меньше всех удовлетворял требованиям техзадания, именно он в конечном итоге пошел в серию. Первый Bf-110V-1 полетел 12 мая 1936 года, за ним последовали 24 октября V-2, и 23 декабря - V-3. В ходе испытаний были выявлены некоторые дефекты самолета, однако их посчитали несущественными и он был запущен в серию.
Первый вариант серийного истребителя - Bf-110A был построен лишь в количестве четырех штук, в том числе и по причине проблем с двигателями DB-601. В серию пошел улучшенный Bf-110B, в конце концов получивший двигатели Jumo-210Ga. Серия B выпускалась в трех модификациях: B-1 - основной серийный истребитель, B-2 - разведчик и учебный B-3.
В конце 1938 года началось производство серии C, которая имела двигатели DB-601A и несколько конструктивных отличий, и сыграла большую роль в «Битве за Британию» и начальном этапе войны в Европе. Серия C выпускалась в следующих версиях: истребители и охотники C-1, C-2, C-4 и C-6, отличавшиеся друг от друга лишь составами оборудования, бронирования и вооружения, C-7 - истребители-бомбардировщики с бомбодержателями под кабиной, C-5 - разведчики, с установленной вместо пушек фотокамерой.
В начале Норвежской кампании выяснилась недостаточная дальность полета истребителя. Решить эту проблему попробовали с помощью конформного подвесного топливного бака (называемого «Dackelbauch» - «живот таксы») на 1200 литров, размещаемого под фюзеляжем и придававшего самолету характерный вид - новая версия получила наименование Bf-110D-1/R-1. И с самого начала кампании самолеты несли необъяснимо большие потери, вскоре выяснилось, что причиной потерь был топливный бак, который сильно снижал летные характеристики самолета, был очень взрывоопасен, а так же плохо работала система его аварийного сброса. Потому уже на версии D-1/R-2 подфюзеляжный бак был заменен на два каплевидных 900-литровых бака, располагавшихся под консолями. Позже появились версии D-2 и D-3, больших внешних отличий от предшественника не имевших, за исключением удлинённого хвоста на D-3.
Так как попытка заменить Bf-110 на Me-210 провалилась, то была начата разработка новой версии самолета - E, которая получила в том числе и консольные бомбодержатели. Существовал вариант ночного истребителя с теплопеленгатором, а так же серии истребителя-бомбардировщика E-2 и разведчика E-3. Параллельно выпускалась версия F, главным отличием которой были более мощные двигатели. Последним серийным вариантом Bf-110 стал G, который имел новые двигатели DB-605 и новый состав вооружения и оборудования, допускавший установку большого числа разнообразных комбинаций без больших изменений в базовой конструкции. На базе истребителя-бомбардировщика G-2 были созданы разведчик G-3 и ночной истребитель G-4, который пошел в серию летом 1942 года и стал наиболее массовой модификацией. Так же планировалась серия Bf-110H, однако от её выпуска отказались, внедрив большинство особенностей Bf-110H в процессе производства Bf-110G-4.
Последние Bf-110 сошли со сборочных линий в марте 1945 года, общий выпуск самолетов всех версий составил около 6050 самолетов. В начале карьеры на Bf-110 возлагались очень большие надежды, и результаты его участия в «Битве за Британию» принесли большое разочарование, однако ошибочно винить в этом сам самолёт. За время службы Bf-110 показал себя надежным и эффективным самолетом, однако изначально неверная тактика его использования, а позже непосильность поставленных перед ним задач и общее устаревание конструкции сильно уменьшили его результативность.