Po powrocie do Niemiec ustanowiła w 1936 kolejny rekord długości lotu dla kobiet (305 km).
W 1934 porzuciła studia i poświęciła się całkowicie lotniczej pasji, a decyzję tę przyśpieszyła propozycja podjęcia pracy w charakterze pilota doświadczalnego w Niemieckim Szybowcowym Instytucie Badawczym, którą przyjęła. Odtąd oblatywała wszystkie nowe konstrukcje szybowcowe powstające w Niemczech.
Została znanym pilotem śmigłowców, w tym np. Fw 61, na którym w 1938 wykonała liczący się przelot z Berlina do Bremy (229 km) i jako pierwsza kobieta w historii lot wewnątrz budynku – w Deutschlandhalle w Berlinie.
thumb|Adolf Hitler dekoruje Hannę Reitsch Krzyżem Żelaznym II Klasy, w środku dowódca Luftwaffe Hermann Göring; marzec 1941
Jej sukcesy sportowe i popularność, sprawiły, że stała się wielką gwiazdą nazistowskiej propagandy, chętnie wcielając się w nową rolę 14 lutego 2016 Warfare History Network..
Od 1937 zaczęła współpracować z Luftwaffe jako wojskowy pilot-oblatywacz w centrum badawczym lotnictwa wojskowego w miejscowości Rechlin. Testowała nowe modele samolotów myśliwskich, bombowców, samolotów i szybowców transportowych.