|
在英倫空戰後，Bf-109E雖然展現了相當不錯的性能，不過許多的缺點也被暴露出來，另外就是盟軍的戰機不斷推陳出新下，Bf-109E的優勢已經越來越小，因此梅賽希密特的設計小組將E系列和T系列的優點集合起來，並在一架編號5604的E系列機上做測試，這架5604可以說是後來F-0的測試機
。
Bf-109 F-0在外型上和Bf-109E差距很大。首先F-0將機油箱移到了發動機前方，這使螺槳罩放大並和發動機整流罩及機身合為一體成為一個圓錐形，另外螺槳的直徑也縮小了，原本在水平尾翼下的翼柱被拆除並將水平尾翼做了修改，機翼下的主冷卻器也改成平板式的以減低風阻，翼端則改成圓弧型以改善高空性能。發動機的進氣口也從平貼機身的矩形進氣口改成分離的圓形進氣口，這可以減少進氣道的進氣阻力使得近氣的速度和流量增加。F-0使用的是經過強化的起落架和可收式尾輪，這使得F-0的離著陸性能明顯提高，並且使得機身風阻更進一步的降低了。另外為了減輕重量，原本使用的開縫式襟翼和副翼被拆去，換上了結構更簡單的上下分離式襟翼和傳統式副翼，並保留了前緣縫翼，雖然這對飛行控制並沒有影響，但卻減少了戰機的重量，因此F-0的飛行性能比E系列更加出色。但是因為新式的DB-601E發動機缺貨，大部分的F-0、F-1及F-2戰機是使用Bf-109E所使用的DB-601N發動機，而F-1則和F-0的構造幾乎相同，並在1941年1月開始進入東部戰線服役。不過F-1在服役後沒多久，卻接連的發生了飛安上的意外，有一次三架編隊的F-1戰機在用無線電呼救後就墜毀了，這引起空軍高層相當大的不滿。在龐大的壓力下，梅賽希密特的工程師們仔細的檢視失事機的殘骸，發現新設計的尾翼在高速飛行時會因為主翼的氣流引起共振，導致水平尾翼和機身的接合處被撕裂而導致後機身脫離而失事，因此所有的F系列戰機都換用了重新設計的尾翼以避免悲劇重演
。
儘管做了許多改善，不過F-1還是有一個相當大的弱點，那就是F-1的火力實在太弱了。由於當初在輕量化機身時把機翼處的機砲給拆除了，因此F-1只有1門MGFF/M
20mm機砲比較具有破壞力，發動機上方的兩挺機槍在空戰時火力就稍嫌不足，因此在F-2型上就換用了較新的毛瑟MG151
15mm機砲充作同軸機砲，雖然這種機砲的口徑比MGFF/M小，但是這種機砲的彈道穩定度、發射速度、攜彈量和發射初速都比MGFF/M機砲好上許多，因此攻擊力反而增加了。而和之前的Bf-109E相同，F-2也衍生出了換用了ETC-250掛架用來攜帶一枚SG250
250公斤炸彈的戰鬥轟炸機型的F-2/B、使用GM-1氮氧化液注入裝置的F-2/Z以及上述機型的熱帶沙漠用機型F-2/Trop、F-2/B
Trop和F-2/Z Trop。
而在稍晚出現的F-3則是換裝了有1300匹馬力輸出的DB-601E發動機，其餘則和F-2型相同。F-1、F-2和F-3在東線的表現傑出，在入侵俄國的第一個禮拜內，德國空軍就毀滅了蘇俄90%的空中力量，這其中絕大多是都是Bf-109E和Bf-109F的傑作。而在西線和北非戰場上，自從部隊開始裝備Bf-109F，之前對付Bf-109E相當得心應手的噴火式發現他們遇到了相當難纏的對手了，因為Bf-109F的敏捷度比早期噴火式還好，當時在北非作戰的第26戰鬥機連隊就曾經給英國空軍的噴火式機隊帶來很大的威脅，這也促成了噴火Mk.V的開發
。
Bf-109
F-4型是首種使用MG151/20 20mm機砲的F系列戰機，也是許多德軍王牌的最愛
而之後出現的F-4則是F系列中最具威脅性的機種，因為F-4上換裝了彈道穩、火力猛、射速快的MG151/20
20mm機砲，MG151/20是從MG151放大而來，它採用電動裝填方式，因此發射速度相當的快，另外較長的槍管也使得它的彈道特性相當穩定，不會出現在MGFF機砲上常見的彈道偏向問題，MG151/20可以說是整場大戰中最優秀的一種機載機砲。而F-4和F-2相同的也有戰鬥轟炸機型F-4/B、使用GM-1氮氧化液注入裝置的F-4/Z以及熱帶沙漠用機型F-4/Trop和F-4/Z
Trop，特別是從F-4/B開始，Bf-109開始使用ER-4掛架已在ECT-250掛架上掛載4枚SG50
50公斤炸彈。儘管如此，F-4的火力明顯的不如E系列，因此梅賽希密特對F系列提出火力增強的計畫，也就是F-4/R1。F-4/R1在兩翼下各新增一門具有流線型整流罩的MG151/20
20mm機砲筴艙或4枚RZ-65
65mm火箭，最後的改良方案則是在兩翼下改為各掛1枚Wfr
Gr.21型210mm火箭，使得F-4/R1的火力提升到超越E系列的地步。縱使外掛這些武器會使得Bf-109的機身超重和風阻上升，導致飛行性能不夠靈活，不過在F系列，特別是早期的F-1型戰機的薄弱火力下，像B-17和B-24等能夠造成德軍巨大威脅的四引擎轟炸機憑著自身強大的防護力，根本無視於這些戰機的攻擊，因此這些F系列戰機只好硬著頭皮掛上了超重的火力來攻擊敵機。而且Wfr
Gr.21型210mm火箭發射時會產生很大的橫向扭力，因此根本無法用來精確攻擊，而且Wfr
Gr.21和RZ-65在發射完畢後，空的火箭發射器也會形成很大的阻力妨礙了戰機的機動。但是在爭奪制空權的空戰中，F系列戰機輕盈的機身卻換來了相當可觀的格鬥能力，因此雖然火力不足成為F系列的致命傷，但是F系列戰機的飛行性能卻是讓許多德軍飛行員稱讚的，有相當多的王牌飛行員也是靠著F系列戰機創下自己戰機最輝煌的一段時光
。
而後續的F-4/R2和F-4/R3則是裝有Rb 20/30和Rb 50/30空用相機的武裝偵察機，F-4/R6則是改良自F-4/B的中程戰鬥轟炸機型，同樣的也使用了ECT-250掛架，可以掛載炸彈或是300公升的副油箱以增加航程。F系列最後的兩種生產機型F-5和F-6則是戰術偵查機型，F-5僅保留了發動機上方的2門MG17
7.92mm機槍當作自衛武裝、加大了機身燃油的籌載量並裝有副油箱，機內裝有Rb
50/30空用照相機，能夠進行中長程的戰術偵查。F-6則是重武裝偵察機，除了保留了所有的武裝外，兩翼下還各裝有一門MGFF/M
20mm機砲，並可以使用Rb 20/30、Rb 50/30和Rb 75/30三種空用相機，不過由於這種設計使得其無法掛載副油箱，因此航程較短是其缺點
。
一架北非戰場的Bf-109
G-2，使用MG17的G-2上沒有使用圓球型的機砲整流罩
在F系列之後，梅賽希密特其實已經把戰機研發的能量幾乎都灌注到下一代的噴射戰鬥機─Me-262上，不過盟軍轟炸機卻一直不斷的對德國的各個重要的工業區和軍事要點進行了致命性的轟炸，使得德國不得不將自己工業的力量化整為零，以求在空襲時減少損失，反觀當時德軍第一線的戰鬥機，包括Bf-109F和Fw-190A分別對轟炸機的攔截任務出現的問題。Fw-190A的BMW-801D空冷發動機雖然能夠輸出很大的馬力，但是Fw-190的高空表現相當的差，只要高度上升到5180公尺，Fw-190的發動機馬力就會從1700匹掉到1360匹，高空性能可想而知；相反的Bf-109F的最大問題就是武裝太弱，對抗有重裝甲防護的B-17顯的相當力不從心，因此如何提升Bf-109的火力和改善Fw-190的高空性能成為了德國空軍最重要的課題
。
然而對加強Bf-109的火力一事梅賽希密特顯得十分的無趣，因為梅賽希密特內的工程師們都認為把心力在浪費在改良空間已經相當有限的Bf-109F的發展型，不如用來開發更新的機種，加上梅賽希密特當時已經有兩架相當優秀的戰機─Me-155和Me-262已經在研發，這兩種戰機的飛行性能遠優於Bf-109F，尤其是Me-262才剛以活塞發動機完成空中測試，正在安裝噴射發動機以進型更進一步的試飛，自然梅賽希密特將重心轉移到Me-262是可以理解的。儘管如此梅賽希密特還是以他心目中理想機型Bf-109
F-4為藍本著手進行了Bf-109G的設計。
為了進行G系列的研發，一些F-4被用來測試新研發的設計，不過作為預定動力的DB-605發動機因為嚴重缺貨，因此8架的G-0所使用的是和F-4相同的DB-601E發動機，直到後來G-1量產後才裝上了DB-605A發動機。不過在G-1上，火力仍然延續了之前設計優秀的F-4型的配置並裝有GM-1氧化亞氮注入裝置，因此在飛行性能上和F-4相差不遠，僅僅對座艙的密閉性作了改良，使得高空中座艙環境得到了改善。而被定位為偵查戰鬥機的G-2甚至連加壓座艙都免了，因為設計師們認為這種偵察機主要是用來低飛探查敵情，因此沒有高空飛行時的加壓座艙。而在G-3和G-4上，則在G-1的機身上換用了新式的無線電FuG
16Z，並新加裝了導航用的圈型定向天線。不過從1942年5月投入生產的G-1由於北非戰線告急，因此大多改裝為熱帶沙漠用機型G-1/Trop。G-1/Trop將發動機上方的MG17機槍就換成了性能更佳的MG131
13mm機砲，不過由於機砲體積、裝彈裝置及彈箱都比起之前的MG17來的大，因此我們在這些戰機的發動機後端上方兩側可以看到兩個突起的小圓球，這就是要容納機砲所製作的整流罩。而G-2/R2則是裝有Rb
50/30空用相機的偵查機型，G-2/R3則是裝有300公升副油箱的中程戰鬥機型，至於極端的G-2/R6則維持了原本G-2的武裝，並在兩翼下各加掛一門有流線型整流罩的MG151/20
20mm機砲筴艙，G-3/R6也採用了這種設計，這兩種機型也是早期型的G系列戰機中火力最强的。G-4的衍生型多為偵察機，G-4/R2為裝有Rb
50/30和1具副油箱的中程偵察機，G-4/R3則極端的僅以一門MG151/20
20mm同軸機砲為自衛火力，並搭載有Rb 50/30空用相機及在兩翼下各掛有一具300公升副油箱的長程偵察機，G-4/U3則裝有較新式的空用相機
。
不過除了G-1/Trop和G-2/R6外，德國空軍對其他武裝偏弱的G系列戰機很沒有好感，對此德國空軍技術局曾和梅賽希密特本人爆發過了激烈的爭執。空軍技術局局長認為梅賽機密特應該要提升Bf-109的火力，然而梅賽希密特本人卻認為重武裝、航程和飛行性能是無法妥協的，重火力且長程的機種只是空中的活靶，這可能是之前開發Bf-110在心中留下的創傷。當時雖然有日本零戰的例子，不過德國人不敢茍同這種被一打就爆的戰機，事實上，也只有日本能夠容忍這種不考慮到防護問題的機種
。
儘管梅賽希密特本人相當不悅，不過進一步加強火力的改良仍然在繼續。新發展的G-5是由G-3改良而來，不過由於換裝了可以使用MW-50水/酒精注入裝置的DB-605D發動機，緊急時可以將發動機的輸出馬力從原本的1475匹爆炸性的提高到了1800匹，兩級兩速增壓器更提高了高空時發動機的穩定性，而G-5也對G系列的發展定下了相當重要的奠基。後續的衍生型G-5/R2和G-5/U2更進一步的在翼下裝有ECT-50掛架以掛載Wfr
Gr.21火箭或SC-50 50公斤炸彈，並改採用節省輕金屬消耗的木製尾翼，不過由於木製的尾翼重量較重，G-5/R2必須在油箱下面裝置壓艙物以保持機身的平衡。然而G-5在經過加強防護力和火力後，武器和裝甲新增加的體積和重量使得Bf-109原本就不是很大的續航力更漸縮小，而且翼面負荷暴增為200公斤/平方公分，使得原本在F系列上優秀的飛行性能大打折扣
。
Bf-109
G-6型是Bf-109中產量最大的機型，超重的機身和對油門過度敏感是G系列不受歡迎的主因
而從稍後發展的G-6開始，德國的飛機製造工業已經走向所謂化整為零的做法，也就是讓許多下游的小工廠分別生產零件後再送交到固定工廠裡組裝，因此G-6不只是產量高達Bf-109總產量的70%，衍生型號更是高達有20種。標準型的G-6各方面幾乎和G-5相同，而G-6/AS則是採用DB605
AS發動機的機型，在之後的機型由於採用的發動機型號越來越多，加上DB605
A、DB605 AS、DB605 ASB、DB605 ASD和DB605 ASM混雜使用，因此就不再有AS機型了。衍生機型中，G-6/R1裝備了ETC-500掛架以成為可以攜帶SC
500的戰鬥轟炸機；G-6/R2和G-6/R2 Trop在翼下有ETC-50掛架以掛用Wfr Gr.21火箭，G-6/R2曾在西西里島附近重創過盟軍的運輸船團，不過由於Wfr
Gr.21火箭發射時扭力相當大，相當難以瞄準目標，加上火箭發射筒阻力很高，G-6/R2的空中性能並不好，這也是它不受飛行員喜愛的主要原因。G-6/R3則是裝有副油箱的機型，G-6/R4則在翼下改掛MK108
30mm機砲筴艙，後續的G-6/R6和G-6/R6 Trop則是改外掛MG151/20
20mm機砲筴艙以增加攔截轟炸機時的火力，部分機型甚至連同軸機砲都換成了30mm的MK108機砲，不過由於翼負荷過高，空中性能不佳，G-6/R4和G-6/R6雖然對盟軍轟炸機造成很大的威脅，不過卻需要其他輕武裝的Bf-109掩護它。而G-6/U4和G-6/U5則是加裝FuG
305“Naxos Z”空用雷達的夜間戰鬥機型，G-6/U5更在翼下掛有MG151/20
20mm機砲筴艙以增加攔截時的火力。這些夜間戰鬥機型的Bf-109曾和Fw-190 A-5/U-2組成野豬夜間飛行隊擔任攔截夜間入侵的英國轟炸機，不過由於起降失事太高，加上Bf-110G系列發展的很順利，後來就沒有在繼續發展了
。
繼G-6之後的G-7本來應該是G系列另一個重要的里程碑，不過由於高性能的G-10快速發展，G-7的構型也就被放棄了。G-8則是只有機首兩門MG131機砲的輕武裝偵察機，這種偵察機從1943年中開始服役，它在機腹下裝有新式的偵照設備。G-9也是因為G-10快速發展而放棄的設計
。
在Bf-109
G-10上換用了大型的機砲整流罩，因此機首外型變的比較圓滑
更晚研發的G-10是G系列中性能最優秀的，梅賽希密特將之前所累積的經驗全集中到了G-10上。G-10在設計時就特別著重於高速度和高爬升力，並且在減輕機身的重量上也下了很多功夫，MG131的整流罩造型也修改和機身幾乎融為一體，這使得最大時速達到680公里，G-10也是G系列中速度最快、性能最好的機種。不過G-10的高性能是用航程換來的，G-10的續航力比E-3還要低，在最好的狀況下滯空時間也難以達到一小時。而G-10/R2則裝有改善後的新式木製尾翼和加強過的尾輪、換用視野較佳的格蘭特座艙罩，並且外掛有Wfr
Gr.21火箭。格蘭特座艙罩是將Bf-109原本使用的裝甲防彈座艙罩簡化支撐條而成，由於支撐條減少，視野方面的改善很多，尤其是後半球視野得到了相當大的改善，不少飛行員對其表示相當大的好感。G-10/R3外掛有副油箱，G-10/R6則是沿用G-10/R2的設計，只是改掛上MG151/20
20mm機砲筴艙並裝有FuG 25a敵我識別用天線，而G-10/U4則沿用G-10/R6的設計，不過換用了MK108
30mm機砲筴艙，不過由於射擊時震動的問題，G-10/U4並不受到飛行員們歡迎，後來甚至有把30mm卸掉改多裝兩具副油箱的紀錄。
在G-10之後，G-11、G-13和G-15的設計都因為技術上的問題被宣告放棄，G-12則是由G-1修改出來的雙座教練機。為了改善後座的視野，G-12的後座被刻意的加高，大部分機型更保留了兩挺MG17
7.92mm機槍和一門MK108 30mm同軸機砲，不過由於後來戰局不利，大部分的G-12都轉任戰鬥教練機去了。G-14系列則是由G-6系列換裝格蘭特座艙罩的機型，不過G-14/R2換裝有較大的木製垂尾，因此外型上反而和K系列有些接近，大部分的G-14都有超載的問題，這是因為當時G-14為了攻擊轟炸機而有過度重武裝的傾向，部分機型甚至在兩翼下各加掛連裝式的MG151/20機砲筴艙，使MG151/20機砲的數量達到5門，或者裝有MK108同軸機砲和兩具MK108機砲筴艙，並掛有SC
250炸彈。不過這種超重狀況對G系列原本就不良的離著陸性能更雪上加霜，許多飛行員在戰後表示在飛G-6和G-14時，在一些特定狀況下飛機會變的很難操控，在氣候不佳時降落戰機更是極大的挑戰
。
而G系列最後的機型G-16則是在G-14/R1上裝有FuG 305“Naxos Z”空用雷達並掛有SC250
250公斤炸彈的夜間重武裝戰鬥機型，不過沒採用新式的格蘭特座艙罩而採用了舊式的座艙罩卻讓人不解。然而由於G-16的出場時間太晚，加上之前G-6/U4和G-6/U5在夜間起降失事率太高，因此並沒有G-16實際參戰的紀錄
。
By
Chris
| 
