Оба самолета были оснащены двигателями DB-601A-1 взлетной мощностью 1050 л. с. при 2480 об/мин, 1000 л. с. при 2400 об/мин и 810 л. с. при 2200 об/мин на высоте 3700 м. Обе машины были вооружены четырьмя пулеметами MG17 с электропневматической системой спуска, но архивные фотографии показывают, что у одного из них, по всей видимости у V-15, отсутствовали крыльевые пулеметы. Кроме того, Bf-109V-15 отличался от предыдущих модификаций полностью перепроектированным моторным отсеком. Адаптация мессера под новый двигатель привела к неко торым изменениям в конструкции крыла и фюзеляжа. В каждой консоли крыла установили новые радиаторы F-456C фирмы SKF, а в фюзеляже изменили схему прокладки трубопроводов топливной системы, что внешне отразилось в переносе горловины бензобака за кабину пилота. Заметным переделкам подверглось и шасси, особенно система фиксации основных стоек. Стойки усилили, оснастили новыми механизмами уборки и узлами крепления, что привело к увеличению их массы со 120 до 150 кг. 30 кг дополнительного веса были платой за повышение их надежности.
В ходе заводских и государственных испытаний, начатых в январе 1938 г., оба прототипа показали, что они отвечают всем возлагаемым на них надеждам. Но требовалась известная доводка, которая была закончена весной того же года.
К этому времени выпуск двигателей DB-601, помимо заводов «Даймлер-Бенц» в Генсхагене и Мариэнфельде, было решено развернуть на заводе компании «Хеншель» в Альтенбауне и на заводе «Буссинг».
Параллельно с началом крупносерийного производства двигателей DB-601 приступили к сборке самолетов Bf-109Е-0, а также к подготовке серийного выпуска «Эмилей». Но из-за срыва поставок DB-601 до конца 1938 г. люфтваффе так и не получило ни одного новейшего Bf-109E. Этот факт тщательно скрывался, поскольку отсутствие серийного 1000-сильного двигателя свидетельствовало об экономической слабости государства и позволяло сторонним наблюдателям делать далеко идущие выводы. Тем более что после аншлюса Австрии Германия обрела могущественного врага в лице Великобритании. В сложившейся ситуации признание трудностей с выпуском DB-601 было объявлением о своей слабости потенциальному противнику, что было смерти подобно! Поэтому вместо сокрытия инфор мации о своих проблемах Третий рейх приступил к хитроумному сливу дезинформации. Для этой цели нескольким серийным Bf-109D было уготовлено играть роль современнейших машин, по характеристикам превосходящих английские аналоги, в первую очередь «Спитфайр».
Как бы там ни было, но осенью 1938 г. проблемы с DB-601A удалось в целом разрешить, и в самом конце того же года были выпущены 10 предсерийных Bf-109E-0. В начале следующего года цех покинули и первые E-1. По всем существующим тогда международным стандартам они были грозными боевыми машинами. С парой MG17 над мотором (по 1000 патронов на ствол) и двумя крыльевыми пушками MG FF (60 снарядов на ствол) они обладали огневой мощью, равной 132 кг/мин. На 3749 м высоты скорость 570 км/ч была внушительной; скороподъемность 15,8 м/с и потолок в 10 973 м были рангом выше, чем у морально устаревших истребителей противника, которых он мог бы встретить в первые месяцы войны. Ударный вариант Bf-109E-1/B имел держатели для подвески четырех 50-кг или одной 250-кг бомб; стрелковый прицел «Карл Цейсс Реви» попутно использовался и как бомбардировочный (рекомендованная скорость пикирования со средних и больших высот для бомбового удара составляла 600 и 648 км/ч соответственно).
В отличие от предсерийных самолетов, вооруженных только двумя надмоторными пулеметами, хотя на многих Bf-109Е-0 в плоскостях крыла имелись отсеки для монтажа пушек, серийные «Эмили» выпускались в двух вариантах: «тяжелом» Е-1 (с двумя крыльевыми пушками MG FF) и «легком» Е-3, аналогичном Е-0. Это были два равноправных варианта, выпуск которых проходил параллельно. Оба варианта отличались друг от друга только вооружением.
Новую модификацию мессера было решено выпускать массовой серией, чтобы полностью переоснастить люфтваффе к началу войны. Летом 1938 г. был принят специальный план поставок, так называемый лиеферплан № 8 (Lieferplan 8), который предусматривал подготовку к войне. Осенью 1938 г. план подвергся некоторому пересмотру. В ноябре приняли следующий, скорректированный лиеферплан № 9. Он предусматривал выпуск 4331 Bf-109 до апреля 1942 г. 24 января 1939 г. утвердили очередной план, присвоив ему наименование лиеферплан-10. Однако все эти поправки не отразились на планах выпуска мессера. В соответствии с последними вариантами плана поставок № 10 в январе 1939 г. завод в Аугсбурге должен был выпустить первые 80 Bf-109E-1 и 35 Bf-109E-3, но намерений этих не удалось реализовать. До конца декабря 1938 г. завод в Аугсбурге дал только два Bf-109E-1 (W.Nr. 1791 и 1792), а в январе – 31 Bf-109E-3 (W.Nr. 1793–1795, 1797–1799, 1802–1804, 1927, 1928, 1931–1954). Всего завод в Аугсбурге выпустил 90 Е-1 и 75 Е-3, в то время как завод в Регенсбурге произвел 14 Е-1 и 35 Е-3.