В конце 1940 года министерство военно-воздушных сил Германии заявило о необходимости создания высокоскоростного разведывательного самолета. Компания «Арадо» оказалась единственным производителем, предложение которого о строительстве двухдвигательного реактивного самолета, получившего название «Е. 370», соответствовало заявленным требованиям. В результате полученного заказа появился одноместный самолет «Ar 234», совершивший свой первый полет 15 июня 1943 года.
Шестой и восьмой прототипы были оснащены четырьмя реактивными двигателями BMW 003, вместо двух двигателей Jumo 004; каждый из четырех двигателей шестого опытного образца располагался в отдельной гондоле, а на восьмой модели двигатели BMW 003 стояли двумя парами в сдвоенных гондолах под каждым крылом.
С целью уменьшения веса машины и увеличения вместимости ее топливных баков, в «Арадо» решено было отказаться от традиционного шасси — каждый из восьми прототипов выполнял взлет с отделяемой трехколесной тележки, а посадку совершал на три выдвижных полоза, один из которых располагался под фюзеляжем, а два других — под каждой двигательной гондолой.
В июле 1943 года в «Арадо» поступило предложение о создании на базе успешно зарекомендовавшего себя разведчика двух прототипов скоростного бомбардировщика («шнелльбомбер»), получившего название «Ar 234В». В узком фюзеляже этой машины не было места для внутреннего бомбового отсека, и поэтому бомбовый груз пришлось устанавливать на наружный рамах. Придав летательному аппарату дополнительный вес, бомбы сократили его скорость с 742 км/час на высоте 6000 метров до 668 км/час. Кроме того, были добавлены две стационарные хвостовые 20-миллиметровые пушки MG 151. Они были оборудованы перископическим прицелом, однако эта система, по общему мнению, оказалась бесполезной, и многие пилоты просили снять пушки для снижения веса.
Наружное размещение бомбового груза и повышенная уязвимость самолета, неспособного самостоятельно передвигаться по аэродрому, заставили отказаться от не оправдавшей себя практики приземления на полозы, и «Ar 234В» пришлось модифицировать, оборудовав трехколесным шасси. Впервые обновленный «Ar 234В» поднялся в воздух 10 марта 1944 года, и, хотя он оказался несколько медленнее своих предыдущих версий, тем не менее, произвел на инспекторов весьма высокое впечатление. Всего двадцать опытных образцов бомбардировщиков серии В-0 были построены до конца июня, но их серийное производство пришлось отложить из-за налетов бомбардировщиков союзников.
В качестве временной меры несколько опытных образцов этих бомбардировщиков выполняли важнейшие разведывательные задания, первое из которых было доверено прототипу V7 2 августа 1944 года. Во многих случаях эти самолеты не удавалось запеленговать, поскольку они двигались на скорости около 740 км/час на высоте более 9100 метров.
Несколько «Ar 234В» поступили на службу осенью 1944 года и произвели неизгладимое впечатление на пилотов своей скоростью и маневренностью. Обычно их бомбовый груз составлял два 500-килограммовых снаряда, подвешенных под двигателями, или одну 1000-килограммовую бомбу, полуутопленную в нижней поверхности фюзеляжа, тогда как максимальный вес бомбового груза, который они могли взять на борт, равнялся 1500 килограммам.
Длинный пробег «Ar 234» при взлете и посадке нередко становился причиной катастроф, которые старались предотвратить усиленными тренировками летного состава и использованием вспомогательных ракетных стартовых комплексов, однако окончательно этот недостаток так и не удалось устранить. Одной из главных их проблем постоянно оставались двигатели Jumo 004, так как они регулярно выбрасывали пламя и нуждались в капитальном ремонте или замене через каждые десять часов работы. Эти самолеты совершили несколько бомбардировок при проведении Арденнской наступательной операции, первая из которых была выполнена в канун Рождества 1944 года, когда девять «Ar 234В», несших по одной 500-килограммовой бомбе каждый, атаковали Льеж. Подобные операции продолжались до начала января, но в суровых условиях зимы боевые вылеты стали невозможны.
Наиболее заметно в роли бомбардировщиков «Ar 234» проявили себя при уничтожении Людендорфского моста через Рейн у Ремагена. Между 7 марта 1945 года, когда мост был захвачен 9-ой бронетанковой дивизией армии США, и 17 марта, когда он наконец рухнул, этот стратегический объект беспрестанно подвергался атакам «Ar234» из состава III/ KG 76, обрушивавшим на него тысячекилограммовые бомбы.