W styczniu 1937 zakończono testy fabryczne trzech prototypów i maszyny wysłano na poligon w Rechlinie. Po pomyślnym zakończeniu testów Biuro Techniczne złożyło zamówienie na produkcję serii Bf 110 A-0.
W serii przedprodukcyjnej Bf 110A-0 (7 sztuk) oraz pierwszej wersji seryjnej Bf 110 B-1 (84 sztuki + 4 egzemplarze serii przejściowej) montowano silnik Junkers Jumo 210 Ga z bezpośrednim wtryskiem paliwa do cylindrów o mocy startowej 700 KM (515 kW), napędzający trójłopatowe śmigło. Prace nad wyborem optymalnego uzbrojenia trwały do wiosny 1938 roku.
15 marca 1938 wzbił się w powietrze pierwszy uzbrojony Bf 110, należący jeszcze do serii przedprodukcyjnej. Uzbrojenie samolotu, poczynając od wersji B, stanowiły 4 karabiny MG 17 i 2 nkm MG FF 20 mm montowane w przedniej części kadłuba oraz pojedynczy MG 15 montowany na ruchomym stanowisku na końcu kabiny, obsługiwany przez radiooperatora. Zapas amunicji do nkm MG FF 20 mm wynosił po 180 naboi na nkm (łącznie 360 sztuk naboi), do przednich MG 17 po 1000 naboi na km (łącznie 4000 sztuk naboi) i do tylnego karabinu 500 sztuk naboi. Wersja Bf 110C z 1939 roku otrzymała wreszcie docelowy silnik DB-601A-1 z bezpośrednim wtryskiem paliwa do cylindrów o mocy startowej 1100 KM i stała się pierwszą masową wersją seryjną.