Sin embargo, el Ministerio del Aire del Reich no sintió la misma urgencia, por lo que el proyecto recibió una prioridad baja y provocó que el diseño no se finalizara hasta fines de 1941 .

El nuevo caza tenía muchas características novedosas, como el tren de aterrizaje triciclo (con la pata de nariz que giraba 90° durante la retracción, a una orientación «plana» debajo del motor) y una cabina presurizada, lo que lo habría hecho más cómodo y un efectivo rendimiento a gran altitud.

Cuando voló, el rendimiento del Me 309 fue satisfactorio, aproximadamente 50 km/h más rápido que un Bf 109G estándar, pero no ejemplar.

Con la adición de armamento, la velocidad del avión disminuyó a un nivel inaceptable.

En vista de su bajo rendimiento y el desarrollo mucho más prometedor del Focke-Wulf Fw 190D, el Me 309 fue cancelado.