Разработка стратегического двухдвигательного истребителя началась на фирме Bayerische Flugzeugwerke (BFW, позже Messerschmitt) под руководством Мессершмитта в 1934 году. Согласно программы перевооружения люфтваффе, принятой министерством авиации Германии, такой самолёт предназначался для сопровождения бомбардировщиков, перехвата самолётов противника, разведки, нанесения бомбовых и штурмовых ударов по наземным войскам. Задание на проективание было выдано нескольким фирмам. Параллельно шла разработка двигателей.

1935 году было построено три прототипа Bf.110. Из-за дефицита двигателей DB.600 первые два прототипа оснащались двигателями Jumo.210. Прототип Bf.110V1 впервые поднялся в воздух 12 мая 1936 года. В июле, когда испытания были ещё в самом разгаре, началась подготовка к серийному производству. В декабре состоялся первый полёт Bf.110V3 с двигателями DB.600.

В январе 1937 года в испытательном центре в Рехлине прошли сравнительные испытания Fw.57, Hs.124 и Bf.110, по результатам которых последний был принят на вооружение. В 1938 году в люфтваффе началось формирование тяжёлых истребительных групп.

Производство Bf.110 продолжалось до конца 1941 года. Ожидалось, что его заменит Me.210, но тот оказался неудачным и в феврале 1942 года производство Bf.110 было возобновлено и продолжалось до марта 1945 года. В общей сложности изготовлено 6050 самолётов.

Самолёт впервые применены во время вторжения немцев в Польшу в сентябре 1939 года. Если в начальный период второй мировой войны он успешно справлялся с более слабыми истребителями противника, то встреча с английскими Spitfare во время "битвы за Англию" показала, что он не может вести на равных маневренный бой с более лёгкими одномоторными истребителями. С этого момента самолёт всё больше стал использоваться для ударов по наземным целям и как разведчик. С началом ночных налётов английской авиации на промышленные объекты Германии, Bf.110D достаточно эффективно использовался в качестве ночного истребителя.

На советско-германском фронте эти самолёты применялись мало. В основном они использовались в качестве истребителей-бомбардировщиков. При атаке же воздушной цели успех сопутствовал им только в условиях внезапности. Если завязывался маневренный бой, то Bf.110 проигрывал даже истребителям устаревших типов. По мере появления на фронте большого количества Як-1 и ЛаГГ-3, потери Bf.110 существенно увеличились и на задания им приходилось летать в сопровождении Bf.109. Летом 1943 года почти все уцелевшие Bf.110 были отозваны с Восточного фронта в состав воздушного командования ПВО Германии. К концу войны самолёт стал основным немецким ночным истребителем.

Мессершмитт Bf.110 построен по аэродинамической схеме свободнонесущего низкоплана. Фюзеляж овального сечения имел цельнометаллическую конструкцию с работающей обшивкой. Механизация крыла состояла из автоматического предкрылка, щелевого закрылка и элерона. Оперение представляло собой свободнонесущий стабилизатор с концевыми шайбами. Шасси убирающееся, трёхопорное, с хвостовым колесом. Силовая установка состояла из 2 поршневых двигателей жидкостного охлаждения с непосредственным впрыском топлива DB.601 фирмы Daimler-Benz (на ранних модификациях устанавливался двигатель Jumo.210 фирмы Junkers) с трёхлопастными винтами изменяемого шага. Экипаж из 2-3 человек размещался в общей кабине, закрытой длинным, полностью застеклённым фонарём. Состав вооружения на разных модификациях был различным.

Самолеты установочной партии Bf.110A были оснащены двигателями Jumo 210Da с двухлопастными винтами, а вооружение состояло из четырех 7,9-мм пулеметов MG.17 в носовой части фюзеляжа и одного пулемета MG.15 на подвижной установке в конце кабины. Двигательные гондолы были удлинены и приобрели более обтекаемую форму. В результате колеса в убранном положении выступали из мотогондол.

Улучшенный вариант Bf.110B внешне отличался более аэродинамичной носовой частью фюзеляжа. В нижней части носовой секции были установлены две 20-мм пушки MG.FF. Дальнейшие задержки с поставкой DB.601A заставили оснастить Bf.110B менее мощными двигателями Jumo 210Ga, имевшими непосредственный впрыск и двухступенчатый нагнетатель. Винт был трехлопастный, изменяемого шага. Этих самолетов было выпущено немного, так как из-за слабых двигателей он был пригодным только для испытания оборудования, вооружения, отработки тактики применения и в учебных целях.

Вариант истребителя под двигатели DB.601 получил обозначение Bf.110C. У самолета убрали законцовки крыла, что несколько уменьшило размах. Зато заметно в лучшую сторону изменились летные данные самолета. Радиаторы под двигательными гондолами были заменены на узкие подкрылевые гликолевые радиаторы, регулируемые выпускными створками с гидроприводом. Под гондолами были размещены небольшие маслорадиаторы с ручной регулировкой створок.

Hаступательное вооружение самолета, оказалось чрезвычайно эффективным для перехвата бомбардировщиков, но это преимущество было трудно реализовать в воздушном бою против более вертких одномоторных истребителей. Было очевидно, что наступательный воздушных бой не для Bf.110, но недостаточная дальность полета одномоторного Bf.109 заставляла продолжать использовать Bf.110 для эскорта бомбардировщиков.

На варианте C-4 появилось бронирование пилота и стрелка. Hормальный взлетный вес при этом возрос на 225кг. Еще больше вес возрос при переоборудовании самолета в истребитель-бомбардировщик, путем установки под фюзеляж двух держателей на 250кг бомбы. Больший взлетный вес потребовал и более мощную двигательную установку - самолет получил DB.601N. Истребители-бомбардировщики использовались в июле 1940 года против британских судов в Ла-Манше и добились определенного успеха.

Еще в начале норвежской операции выявилась недостаточная дальность полета Bf.110. Дальний вариант Bf.110D был оборудован специальным подфюзеляжным топливным баком на 1200л. С максимальным запасом топлива истребитель оказался очень тяжелым в управлении. Даже выработка топлива не могла компенсировать возросшее аэродинамическое сопротивление. Кроме того, после выработки топлива из-за недостаточной вентиляции в баке оставался бензин и взрывоопасные пары, взрыв которых вел к значительным потерям самолетов, а надежность механизма сброса бака оставляла желать лучшего. Новый вариант дальнего истребителя оснащался двумя 900л баками под консолями.

Из-за тяжелейших потерь в последние недели "битвы за Англию" Bf.110 в основном использовались в качестве разведчиков и истребителей-бомбардировщиков. С ноября 1940 года "битва за Англию" окончательно завершилась. Hо для Bf.110 уже начиналась новая карьера ночного истребителя. Не имея эффективных средств для поиска целей, самолеты действовали в тесном контакте с системой прожекторных полей на маршруте британских бомбардировщиков, созданной в конце 1939 года. Немногочисленные ночные истребители могли действовать довольно эффективно, особенно после развертывания цепи систем наведения, использующих локаторы Wurzburg.

В ожидании поставок Ме.210 производство Bf.110 было резко сокращено. Но несмотря на это весной 1941 года были выпущены еще две модификации истребителя-бомбардировщика. Помимо нового оборудования, некоторого усиления конструкции и улучшения бронезащиты Bf.110E получил четыре подкрыльевых держателя. Под консолями можно было подвесить 300л баки. Бомбовая нагрузка возросла до 1200кг. Была предпринята попытка усилить оборонительное вооружение путем установки по бакам фюзеляжа двух направленных назад 7,9-мм пулеметов MG.17. Двигатель ставился DB.601N.

Bf.110F незначительно отличался от Bf.110E и выпускался параллельно с последним. Главным отличием была установка двигателей DB.601F, развивавших на взлете 1350л.с. Hочной истребитель Bf.110F-4 получил пару 30-мм пушек МК.108 в подфюзеляжном обтекателе. Экипаж состоял из трех человек. С лета 1942 года на Bf.110F стали ставить локатор FuG.202. Пушки MG.FF были заменены на MG.151 того же калибра. В носовой части устанавливались четыре антенны локатора, что вместе с увеличением взлетного веса заметно снизило летные данные.

Восстановление полномасштабного производства Bf.110 в 1942 году привело к решению разработать более мощный вариант базовой модели - Bf.110G. На самолет установили более мощные двигатели DB.605B. Усиленные стойки шасси позволили поднять посадочный вес до 8290кг. Защита от атак с хвоста была усилена заменой пулемета MG.15 на спарку MG.81Z. Со сборочной линии он начал сходить с мая 1942 года.

На самолет можно было ставить подфюзеляжную 37-мм пушку ВК 3,7 (Flak.18), которая оказалась эффективной при использовании против бомбардировщиков, следовавших без истребительного прикрытия. Одно попадание, как правило, приводило к уничтожению В-17. Hо вес пушки и дополнительное воздушное сопротивление обтекателя делали Bf.110 крайне уязвимыми при встречи с истребителями эскорта. Чтобы улучшить летные характеристики двигатели оборудовали системой форсирования GM.1. Бак для GM-1 ставился на месте стрелка-радиста. При этом снималось все бронирование с задней части кабины, а также бомбоприцел и пулемет MG.81Z. Со временем четыре носовых пулемета заменили на пару 30-мм пушек МК.108.

Некоторые самолеты оснащались установками Schrage Musik - 30-мм пушки для стрельбы вверх-вперед устанавливались на месте стрелка. Прицеливание осуществлялось с помощью прицела, установленного в кабине летчика.

Антенны локаторов, пламягасители и внешние держатели вооружения заметно снижали летные данные Bf.110. С июля 1943 года англичане для подавления локаторов системы наведения стали использовать пассивные помехи - полоски алюминиевой фольги. Эффективность ночных перехватов резко снизилась, а несмотря на мощное вооружение, Bf.110 не имели особого успеха в дневных боях. Они несли тяжелые потери от оборонительного огня бомбардировщиков, не имея ни достаточного запаса скорости, ни необходимой маневренности на высоте перехвата.

Ответом на использование англичанами пассивных помех, стал локатор "Лихтенштейн" SN-2 с "оленьими рогами" антенн. Этот локатор имел минимальную дальность действия 400м - значительно больше, чем было необходимо для визуального контакта с целью. Это заставило оставить и С-1 с одной антенной в носу, с минимальной дальность 200м. Сняли его в 1944 году, когда была наконец решена проблема минимальной дальности действия локатора "Лихтенштейн" SN-2. ем не менее для самолета уже настали дни заката - осенью 1944 года военная ситуация заставила бросить Bf.110 на штурмовки и перехват днем, что повлекло тяжелые потери. Одновременно сказывался серьезный недостаток топлива.

Последняя модификация Bf.109H имела новый двигатель DB.605E и незначительные изменения в конструкции и оборудовании.