Поняв уже в первые секунды полета что дело дрянь, Вюрстер решил посадить «двестидесятый», но, пытаясь зайти на полосу заводского аэродрома, имевшего довольно скромные размеры, он трижды промахнулся, после чего, плюнув на бетонную ВПП, решил садиться «в чистом поле». Со стороны казалось, что пилот в полном смысле уронил машину с высоты 4-5 м, но шасси, рассчитанное на гораздо больший вес, выдержало этот удар, а мощные амортизаторы толкнули «вылупившегося птенца» обратно в его стихию… В довершение всего самолет дал «козла» и, прежде чем остановился, описал колесами довольно замысловатую кривую.
Причиной всех недостатков конструкторы посчитали малую площадь килей, находившихся в турбулентных потоках, образованных пропеллерами, и не компенсировавших реактивные моменты винтов. Надеясь быстро решить проблему, специалисты спроектировали однокилевое оперение с огромным рулем направления и 23 сентября «единичку» вывели для продолжения испытаний. Для того, чтобы объективно оценить их результаты, второй опытный самолет Me-210V-2 (сер. N90002, код WL-ABEO) выполнили аналогично первому с двухкилевым оперением, а единственным отличием по сравнению с ним был слегка измененный фонарь кабины, в задней части которой был смонтирован макет турели. Третий прототип, Me2l0V-3, разломали в ходе статических испытаний на прочность, 8 ходе которых он большей частью подтвердил расчеты разработчиков.
В министерстве авиации также с напряженным вниманием следили за реализацией программы Me-210 и не дожидаясь, когда самолет поступит в Исследовательский центр ВВС в Рехлине, отправили в Аугсбург летчика-испытателя Густла Нейдхарда, который уже 17 октября 1939 г. написал в отчете о выполненном полете на Me-210V-1:
«Обзор из кабины пилота самолета очень хорош. Эффективность рулей чрезвычайно высока. Продольная устойчивость неудовлетворительная. Равновесие вокруг всех осей тяжело восстановить. Недостатки системы управления вероятно удастся устранить простыми средствами.
Но «простые средства» не помогали. Испытания обоих прототипов продолжались всю зиму 1939-1940 гг., но изменения к лучшему были минимальны. Как вспоминал позднее профессор Карл Дойтш (prof. Karl Doetsch), бывший в то время одним из летчиков-испытателей на фирме "Мессершмитт АГ»: «Me-210 оставался "вещью в себе", который своим поведением самым непостижимым образом "игнорировал" все наши усилия, по улучшению пилотажных характеристик. В июле 1940 г. Вилли Мессершмитт провел консультации с группой ведущих специалистов Исследовательского центра, в числе которых были профессора Г.Боком и А.Куик. которые пришли к выводу, что причина вялой реакции на работу элеронов заключается в недостаточной площади последних, создававших слишком малые для заметно потяжелевшей машины кренящие моменты.».
Хотя расчеты говорили об обратном, выбора не было и руководство санкционировало начало сравнительных испытаний, для чего на первом этапе был использован Bf 110 с крылом и оперением, конструкция которого была аналогична той, что применялась на Me-210. Хотя «стодесятый» был к этому времени весьма доведенной машиной, такое «имплантирование чужеродных органов» не прошло бесследно и если раньше на средних и высоких скоростях горизонтальная маневренность оценивалась как весьма приличная для двухмоторника, то теперь она стала практически аналогичной опытному Me-210. В диапазоне же малых скоростей (190-250 км/ч) оба самолета вообще «наплевательски» реагировали на работу рулей направления и элеронов.
О том, чего стоили эти испытания, говорит тот факт, что крыло на Bf110 и Me-210V-2 пришлось делать модульной конструкции, что привело с одной стороны к наращиванию его массы примерно на 30%, а с другой позволяло довольно оперативно вносить изменения, монтируя различные элементы. В основном это были различавшиеся по площади и геометрии элероны с системами приводов, а также весовые компенсаторы и закрылки. Получаемые опытным путем результаты также требовали существенных корректировок из-за перегруженности крыла (например, масса дополнительно крепежа такого «набора для конструирования» превысила нормальную почти в три раза!) и дальнейшие поправки вводились только после принятия соответствующих решений на регулярно проводимых советах, в которых, наряду с Вилли Мессершмиттом, принимали участие профессора Бок и Куик.
Me-210V-3 был использован для натурных экспериментов по исследованию прочностных характеристик.
Безусловно,ввод в конструкцию консолей необходимых изменений отнимал массу времени и в сущности тех же результатов можно было добиться, задействовав в программе испытаний десяток-другой серийных Bf 1 ЮС, но это не представлялось возможным. Причина заключалась в том, что в боях над Норвегией и в ходе вторжения во Францию и страны Бенилюкса эскадры «охотников» понесли серьезные потери. В то же время, в июне было выпущено всего 117 тяжелых истребителей, чего было абсолютно недостаточно и к началу «Битвы за Англию» в Люфтваффе на счету был каждый самолет.
Между тем, несмотря на неблагоприятные результаты испытаний, подготовка к серийному производству Me-210 стремительно продолжалась и в мае 1940 г. вступила в завершающую фазу. Началось накопление заготовок и комплектующих, а спустя месяц, в середине июня, авиазавод в Аугсбурге начал сборку планеров серии прототипов.
Справедливости ради необходимо отметить, что даже при условии решения всех проблем с устойчивостью и управляемостью, Me-210 вряд-ли превзошел бы полетным характеристикам Bf 110, поскольку при большей взлетной массе и несколько худшей аэродинамике обладал теми же двигателями DB601A, мощностью по 1050 л.с.
Me-210V-4 стал первым в серии прототипов, получившим полный комплект стрелково-пушечного вооружения и в частности дистанционные установки FDL131, оснащенные мощными крупнокалиберными пулеметами MG131.
Тем временем, после начала вторжения во Францию начатого 10 мая 1940 г. в КБ Вилли Мессершмитта стали стекаться критические оценки летного состава из групп тяжелых истребителей. Фронтовые пилоты положительно оценивали мощное вооружение, но вялые разгонные характеристики, по их мнению, не позволяли «стодесятому» достойно участвовать в маневренных боях с более легкими одномоторными противниками, а один пулемет винтовочного калибра являлся очень слабой защитой от атак с задней полусферы. Поэтому, в случае возникновения критической ситуации, экипажи «разрушителей» вынуждена были образовывать оборонительный круг, прикрывая огнем носовых огневых точек хвост впереди идущей машины.
Все это было достаточно ново и требовало ответных шагов, а потому первые 13 предсерийных самолетов, сборка которых уже велась, было решено использовать для ускорения и расширения программы испытаний. Первый из них Me-210V-4 (сер. №0004, код CF+BB) был предназначен для испытания стрелково-пушечного вооружения, а также приборного оборудования и радиосистем. Именно эта машина первой получила бортовые дистанционные стрелковые установки FDL131, сконструированные специалистами фирмы «Рейнметалл-Борзинг».
Размещенные непосредственно за задней кромкой крыла, каждая из них была вооружена 13,1-мм пулеметом MG131 и предназначалась для защиты задней полусферы. Управление было электромеханическим, дистанционным с помощью двух рычагов, расположенных в кабине стрелка-радиста. Наведение и стрельба из каждой установки производились независимо с помощью рефлекторных прицелов Revi25B (по одному на каждый пулемет). При наведении по вертикали установки вращались вместе с пулеметами, а по горизонтали отклонялись только стволы, для чего в обтекателях были проделаны вырезы. Углы обстрела по вертикали составляли от -65° до +65°, а по горизонтали влево-вправо по 40°, причем пространство строго за хвостом тоже простреливалось, т.к. пулеметы могли перемещаться на 4° и по направлению к поверхности фюзеляжа. Для предотвращения прострела хвостового оперения в систему электроуправления стрельбой был включен прерыватель. Эта система оказалась первой в своем роде и ее далеко не сразу удалось отладить. Различные отказы сопровождали установки в течении длительного времени, но очевидные преимущества схемы перевешивали и работа продолжалась.