Предсерийный Bf 110F-0 отличался от Bf 110Е-1 только двигателями и увеличенными маслорадиаторами. На серийных Bf 11 OF-1 в качестве стандартного оснащения ставилось лобовое, 57-мм бронестекло, которое позже ставилось и на серии D и Е. 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 АВ 500, который раскрывался при сбросе на заданной высоте. На крыльевых держателях ETC 50 можно было подвесить 50-кг бомбы SC 50 или SD 50, либо контейнер АВ 24 на 24 2-кг бомбы SD 2, который открывался автоматически в момент сброса.
Bf 110F-2 был "охотником" без держателей ETC, a 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, Me 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 цЪевраля 1942 г. Одновременно конструкторы "Мессершмитта" приступили к совершенствованию самолета.
Bf 110F-2 в Северной Африке, лето 1942 г. Хорошо видны фильтры на воздухозаборниках двигателя
Bf U0F-2 из воздушного командования "Рейх" идут на перехват бомбардировщиков союзников. Под крылом пусковые WG 21.
Подвеска под крылом Bf 110F-2 пусковых установок для реактивных снарядов WG 21
Также на Bf 110 испытывалась поворотная пусковая установка под одну ракету RZ 65, но в целом испытания оказались неудачными
Тем временем во вторую мировую войну вступили США, а ночные налеты английских бомбардировщиков усилились. Для применения с Bf 109F-2 было разработано несколько вариантов вооружения. Одновременно для групп ночных истребителей был создан Bf 110F-2. Среди образцов нового вооружения, испытывавшегося с Bf 110F-2 в Тар-невице, 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. На 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.
Ночной 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 подфюзе-ляжные 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° от вертикали. "Шраге музик" использовалась пилотом с помощью прицела "Реви" C/12D, устанавливаемым на лобовом стекле под определенным углом.
С лета 1942 г на Bf 110F-4 стали ставить локатор FuG 202 "Лихтен-штейн"-ВС. Дальность действия локатора составляла всего 1800 м, но, учитывая возможность наведения истребителей с земли с помощью локаторов системы "Химмель-бет", вероятность перехвата самолета противника резко возрастала. Войсковые испытания бортового локатора - так называемая операция "Адлер" - проводились на Bf 110Е-1/U1 из состава I/NJG 1 в Вентло и закончились полным успехом. Локаторы FuG 202 стали ставить на ночные истребители настолько быстро, насколько "Телефункен" могла обеспечить выпуск новой техники. При установке локатора истребитель получил обозначение Bf 110F-4a. 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". Нормальный 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.
Ночной истребитель Bf 110F-2 из состава 7./NJG 4. Под крылом дополнительные 300-
л топливные баки
… А этот ночной истребитель Bf 110F-2 напоролся на очередь хвостового стрелка
"Галифакса".
Ночной истребитель Bf 110F-4 из состава 14.1NJG 5. Самолет оснащен локатором FuG 212.
Производство Bf H0F-4a продолжалось в течение всего 1943 г, пока сборочные линии МИАГ и "Готы" не переключились на выпуск серии G с двигателями DB 605.