В июле 1939 года операционный штаб люфтваффе сформулировал требования к так называемому "Бомбардировщику-Б". Подразумевалось не только обеспечить замену Ju.88 и He.111, но и сделать значительный шаг вперед в проектировании средних бомбардировщиков. От бомбардировщика требовалась дальность полета до 3600км, чтобы достигнуть любой точки Британских островов с баз во Франции и Норвегии. Максимальная скорость на высоте 6000-7000м определялась в 600км/ч - сравнимой со скоростью современных истребителей. Боевая нагрузка определялась в 2000кг при взлетном весе 20т и экипаже из трех-четырех человек. Требовалась двухдвигательная компоновка под еще только проектируемые 24-цилиндровые двигатели Daimler-Benz DB.604 или Jumo-222. Но главным новшеством было требование обеспечить экипаж гермокабиной и установить дистанционно управляемые пулеметные установки.

После предварительного рассмотрения проектов были заказаны три опытных самолета: Dornier Do.317, Focke-Wulf Fw.191 и Junkers Ju.288. Технический департамент счел проекты Focke-Wulf и Junkers более перспективными, а работы по Do.317 продолжались в качестве дублирования основной программы. Проект Do.317 базировался на бомбардировщике Do.217, проходившем тогда испытания. Четыре члена экипажа располагались в герметичной кабине перед крылом, наддуваемой от нагнетателя с приводом от двигателя DB-604 и полностью остекленной. После изготовления макета работы по Do.317 остановились.

В 1941 году проект был воскрешен РЛМ в качестве возможной замены Do.217. Предполагались два варианта: более простой Do.317a с двумя двигателями DB-603 и обычным составом вооружения и более перспективный Do.317b с двигателями DB-610, дистанционно управляемыми установками и с удлиненным крылом. Были заказаны шесть опытных Do.317a, первый из которых поступил на испытания в 1943 году. Самолет был близок к Do.217. Крыло цельнометаллическое, двухлонжеронное с щелевыми элеронами, связанными с управляемыми электрически закрылками. В бомбоотсеке размещалось шесть 500-кг бомб. Хотя на прототипе не было оборонительного вооружения, серийные машины должны были получить один пулемет МG-131 в электрифицированной башне на крыше кабины, пушку МG-151/15 неподвижно в носу, пару подвижных пулеметов МG-81 вперед в правой части кабины и два MG-131 назад в верхней и нижней позициях.

Испытания Do.317 не выявили никаких преимуществ перед Do.217p. В результате было решено закончить оставшиеся пять самолетов без гермокабин в качестве носителей ракет Hs-293А. Этот вариант получил обозначение Do.217R.

Do.317b должен был иметь ту же конструкцию, что и самолет А-серии, но размах крыла был увеличен на 5,3м, запас топлива возрос, бомбовая нагрузка увеличилась до 5600кг. Оборонительное вооружение должно было состоять из башни в нижней передней части с парой пулеметов МG-81, верхней башни со спаркой МG-131, носовой башни с ручным управлением c парой таких же пулеметов, а в самом хвосте располагались две пушки МG-151/20 с дистанционным управлением.

Был построен макет Do.317b, но Технический департамент посчитал, что он недостаточно перспективен. В результате вся программа Do.317 была прекращена.