Zaradi vsestranskosti Messerschmitt Bf 109 in časa, ki ga je preživel v nemških in tujih letalskih silah, so v Nemčiji izdelali številne različice, ki so več kot osem let služile Luftwaffe. Dodatne različice so izdelali tudi v tujini, kar je skupaj znašalo 34.852 izdelanih Bf 109.

Bf 109 Anton Bf 109A je bila prva različica Bf 109. Oborožitev je bila sprva načrtovana le z dvema mitraljezoma MG-17 kalibra 7,92, nameščenima na pokrovu motorja, vendar pa morda zaradi uvedbe letal Hurricane in Spitfire, vsakega z osmimi 7,7 mm mitraljezi so bili izvedeni poskusi s tretjim mitraljezom, ki je streljal skozi gred propelerja. V4 in nekatere A-0 je poganjal motor Junkers Jumo 210B s 631 konjskimi močmi, (471 kW), ki je poganjal dvokraki propeler s fiksnim nagnjenjem, vendar je bila proizvodnja spremenjena na 661 konjskega (493 kW) Jumo 210D takoj, ko je postal na voljo. A-0 ni bil enotnega tipa; v njegovem videzu je bilo več sprememb. Vidne spremembe so vključevale prezračevalne odprtine/rešetke motorja, pilotske kabine in mitraljeza, lokacija hladilnika olja pa je bila večkrat spremenjena, da bi preprečili pregrevanje. Številni od teh Bf 109 A-0 so služili v Legiji Kondor in so bili pogosto napačno identificirani kot letala serije B, verjetno pa so služili v Španiji s taktičnimi oznakami od 6-1 do 6–16 . Enemu A-0, označenemu kot 6–15, je zmanjkalo goriva in je bil prisiljen pristati za sovražnikovimi linijami. Republikanske čete so ga 11. novembra 1937 ujele in kasneje premestile v Sovjetsko zvezo na natančnejši pregled. 6–15 je vključeval več izboljšav iz proizvodnega programa Bf 109B in je bil pripravljen na uporabo propelerja s konstantnimi vrtljaji, čeprav ta ni bil nameščen.

Glede na dokumentacijo RLM je bilo naročenih in dobavljenih 22 letal V4 kot prototip serije A.

Bf 109 Berta Prvi Bf 109 v serijski proizvodnji je bil Bf 109B. Prva modifikacija, B-1, je bila opremljena s 661 konjskim (493 kW) motorjem Jumo 210D, ki je poganjal dvokraki propeler s fiksnim nagibom. Med proizvodno serijo je bil uveden propeler s konstantnimi vrtljaji, ki je bil pogosto naknadno vgrajen v starejša letala; ta so bila takrat neuradno znana kot B-2 .Bf 109B se je med špansko državljansko vojno boril pri Legiji Kondor, čeprav je bilo očitno, da je oborožitev še vedno neustrezna. Izdelanih je bilo več letal z mitraljezom, nameščenim na motorju, vendar je bil ta zelo nezanesljiv, najverjetneje zaradi vibracij motorja in pregrevanja. Zato je bil Bf 109 V8 izdelan za preizkus namestitve dveh dodatnih mitraljezov v krila, vendar so rezultati pokazali, da je krilo treba okrepiti. V naslednjem prototipu V9 sta bila oba krilna mitraljeza zamenjana z 20 mm topovama MG FF.

Messerschmitt, Fieseler in Erla Maschinenwerke so izdelali skupno 341 letal Bf 109 B-1.

Bf 109 Caesar Proizvodnja kratkotrajnega Bf 109C se je začela spomladi 1938. 109C je poganjal motor Jumo 210G s 690 konjskih močmi (515 kW) z neposrednim vbrizgavanjem goriva. Druga pomembna sprememba je bilo okrepljeno krilo, ki je zdaj nosilo še dva mitraljeza, skupaj štiri 7,92 mm MG 17. Letala C-0 so bila predprodukcijska letala, C-1 je bila produkcijska različica, C-2 pa eksperimentalna različica z mitraljezom, nameščenim na motorju. C-3 je bil načrtovan z 20 mm topovi MG FF, ki bi nadomestili dva MG 17 v krilih, vendar ni znano, koliko C-3 (če sploh) je bilo izdelanih ali predelanih. C-4 naj bi imel motorni top MG FF (), vendar ta različica ni bila proizvedena. Skupno je bilo izdelanih 58 letal Bf 109C vseh različic.

Bf 109 Dora Naslednji model, prototip V10, je bil identičen V8, razen motorja Jumo 210G. Prototipi V10, V11, V12 in V13 so bili izdelani z uporabo letal Bf 109B in so testirali motor DB 600A v upanju, da bi izboljšali zmogljivost letala. DB 600A so opustili, saj naj bi bil kmalu na voljo izboljšani DB601A z neposrednim vbrizgavanjem goriva.

Bf 109D, razvit iz prototipov V10 in V13, je bil standardna različica Bf 109 v uporabi pri Luftwaffe tik pred začetkom druge svetovne vojne. Kljub temu je bil ta tip med vojno v uporabi le omejeno, saj je bilo vseh 235 Bf 109D, ki so bili na začetku poljske kampanje še vedno v uporabi pri Luftwaffe, hitro umaknjenih iz uporabe in nadomeščenih z Bf 109E, razen v nekaterih nočnih lovskih enotah, kjer so bili nekateri primerki uporabljeni vse do začetka leta 1940. Različice so vključevale modela D-0 in D-1, oba z motorjem Junkers Jumo 210D in oborožena z dvema mitraljezoma MG-17 kalibra 7,92 mm, nameščenima na krilih in dvema, nameščenima na nosu. D-2 je bila eksperimentalna različica z mitraljezom, nameščenim na motorju, vendar je bila, kot je bilo že prej poskušeno, ta namestitev neuspešna. D-3 je bil podoben C-3, vendar z dvema mitraljezoma MG FF kalibra 20 mm v krilih.

Focke-Wulf, Erla, Fieseler, Arado in AGO so izdelali skupno 647 letal Bf 109D vseh različic. Messerschmitt je navedel, da je izdelal le štiri letala Bf 109D, verjetno predprodukcijsko serijo D-0, serijska proizvodnja pa je bila prenesena na licencirane proizvajalce. Več letal Bf 109D je bilo prodanih Madžarski. Švica je kupila 10 letal 109D-1 (serijske številke od 2301 do 2310), ki jih je izdelala tovarna Arado-Flugzeugwerke GmbH v Warnemündeju.

Bf 109 Emil sličica|Bf 109E

E-0, E-1 Konec leta 1938 se je začela proizvodnja Bf 109E. Da bi izboljšali zmogljivosti, ki jih je nudil 441–515 kW Jumo 210, je bil uporabljen večji in daljši motor Daimler-Benz DB 601A, kar je dodalo 223 kW za ceno dodatnih 181 kg. Za razpršitev dodatne toplote, ki jo je ustvarjal DB 601, je bila potrebna veliko večja hladilna površina, kar je privedlo do prve večje prenove osnovnega letala. Povečanje obstoječega hladilnika, nameščenega na nosu, za hlajenje motorja bi ustvarilo dodatno težo in upor, kar bi izničilo nekatere izboljšave zmogljivosti, ki jih je prinesla povečana moč, zato so se odločili, da glavne hladilnike premaknejo na spodnje površine kril tik ob stičišču korena krila in plošče krila, tik pred notranjimi konci zadnjih robov, hladilnik olja pa ostane pod nosom v majhnem, aerodinamičnem kanalu. Nova lega hladilnika je imela tudi učinek uravnoteženja dodatne teže in dolžine DB 601, ki je poganjal težji trikraki propeler, ki ga je izdelalo podjetje Vereinigte Deutsche Metallwerke (VDM).

Za vgradnjo novih radiatorjev so bila krila skoraj v celoti preoblikovana in ojačana, pri čemer je bilo odrezanih več notranjih reber za nosilcem, da bi naredili prostor za kanale radiatorja. Ker so bili radiatorji nameščeni blizu zadnjega roba krila, kar je sovpadalo s povečano hitrostjo pretoka zraka, ki se je pospeševal okoli upogiba krila, je bilo hlajenje učinkovitejše kot pri letalih 109 z motorjem Jumo, a na račun dodatnih kanalov in cevi, ki so bile dovzetne za poškodbe. Spuščeno podvozje je lahko na mokrih letališčih dvigalo blato in naplavine, kar je lahko zamašilo radiatorje. Za testiranje novega 1.085 konjskega (809 kW) motorja DB 601A sta bila izdelana še dva prototipa (V14 in V15), ki sta se razlikovala po oborožitvi. Medtem ko je bil V14 oborožen z dvema mitraljezoma MG 17 kalibra 7,92 mm nad motorjem in enim 20 mm topom MG FF v vsakem krilu, je bil V15 opremljen le z dvema MG 17, nameščenima nad motorjem. Po testnih bojih so V14 ocenili kot bolj obetavnega in naročili so 10 modelov predprodukcijske serije E-0. Serije različic E-1 in E-3 so bile poslane v Španijo na oceno in so se prvič spopadle v zadnjih fazah španske državljanske vojne.

Proizvodna različica E-1 je ohranila dva mitraljeza MG 17 kalibra 7,92 mm nad motorjem in dva v krilih. Kasneje so jih veliko predelali v standard oborožitve E-3. E-1/B je bila majhna serija E-1, ki je postala prvi operativni lovec bombnik Bf 109 ali Jagdbomber (običajno skrajšano Jabo). Opremljeni so bili z nosilcem bomb ETC 500, ki je nosil bodisi eno 250 kg bombo ali štiri 50 kg bombe. E-1 je bil opremljen tudi z merkom Reflexvisier "Revi". Komunikacijska oprema je bila sestavljena iz radijske naprave kratkega dosega FuG 7 Funkgerät 7, učinkovite na dosegu 48–56 km. Skupno je bilo izdelanih 1183 letal E-1, od tega 110 E-1/B.

E-2 Izdelanih je bilo le zelo omejeno število različice E-2, za katero je bil osnova prototip V20. Oborožena je bila z dvema topovoma MG FF, nameščenima na krilih, enim motornim topom MG FF (), ki je povzročal precejšnje težave pri uporabi, in dvema sinhroniziranima mitraljezoma MG 17 na pokrovu motorja. Avgusta 1940 so pri II./ JG 27 uporabljali ta tip.

E-3, E-4 sličica|Bf 109E-3 Za izboljšanje zmogljivosti Bf 109E sta bila izdelana zadnja dva prava prototipa (V16 in V17). Ta sta bila deležna nekaterih strukturnih izboljšav in močnejše oborožitve. Oba sta bila osnova za različico Bf 109 E-3. E-3 je bil oborožen z dvema topovoma MG 17 nad motorjem in z enim topom MG FF v vsakem krilu. Hannu Valtonen – Messerschmitt Bf 109 ja saksan sotatalous Skupno je bilo izdelanih 1276 E-3, vključno z 83 izvoznimi različicami E-3a.

E-3 je nadomestil E-4 (pri čemer je bilo veliko letal nadgrajenih na standarde E-4 od začetka bitke za Britanijo), ki se je razlikoval v nekaterih majhnih podrobnostih, predvsem v uporabi spremenjenega 20 mm MG-FF/M topa v krilih in izboljšanem oklepom glave pilota. Z MG FF/M je bilo mogoče izstreliti novo in izboljšano vrsto eksplozivnega naboja, imenovanega minski naboj (), ki je bil izdelan iz vlečenega jekla (enako kot se izdelujejo medeninasti naboji) namesto iz litega, kot je bila običajna praksa. To je privedlo do lupine s tanko, a močno steno, ki je imela večjo votlino za shranjevanje veliko večjega eksplozivnega naboja, kot je bilo sicer mogoče. Nova lupina je zahtevala modifikacije mehanizma MG FF zaradi drugačnih karakteristik odboja, od tod tudi oznaka MG FF/M. Predelana je bila tudi kabinska klop v lažje izdelljivo "kvadratno" zasnovo, kar je prav tako pripomoglo k izboljšanju pilotovega vidnega polja. Ta klop, ki je bila naknadno vgrajena tudi v številna letala E-1 in E-3, je ostala večinoma nespremenjena do uvedbe težke varjene klopi na seriji G jeseni 1942. E-4 je bil osnova za vse nadaljnje razvoje Bf 109E. Nekateri modeli E-4 in kasnejši so prejeli dodaten izboljšan 1.159 konjski (864 kW) motor DB601N za visoke višine; te modeli so znani kot E-4/N. Ker je bila prednostna naloga opremljanje Bf 110 s tem motorjem, je bila ena lovska skupina (gruppe) predelana v to različico, začenši julija 1940. E-4 je bil na voljo tudi kot lovec-bombnik z opremo, zelo podobno prejšnjemu E-1/B. Znan je bil kot E-4/B (motor DB 601Aa) in E-4/BN (motor DB 601N). Skupno je bilo izdelanih 561 vseh različic E-4, vključno s 496 izdelanimi E-4 kot takimi: 250 E-4, 211 E-4/B, 15 E-4/N in 20 E-4/BN.

E-5, E-6 E-5 in E-6 sta bili izvidniški različici s kamero, nameščeno za pilotsko kabino. E-5 je bila izvidniška različica letala E-3, E-6 pa izvidniška različica letala E-4/N. Izdelanih je bilo devetindvajset letal E-5 in naročenih devet letal E-6.

E-7 sličica|Standardni 300-litrski rezervoar Luftwaffe za gorivo