Vào năm 1934, nhiều nước tại Châu Âu bắt đầu nghiên cứu và thiết kế máy bay tiêm kích chiến lược tầm xa. Bộ Hàng không Đế chế Đức (RLM: Reichsluftfahrtministeriu), dưới áp lực của Hermann Göring, công bố một yêu cầu về một kiểu máy bay tiêm kích đa dụng mới được gọi là Kampfzerstörer (kẻ hủy diệt chiến trường). Cụ thể, yêu cầu đặt ra về một kiểu máy bay cánh đơn toàn kim loại hai động cơ ba chỗ ngồi được trang bị đồng thời pháo và khoang chứa bom. Chỉ có ba trong số bảy công ty đáp ứng yêu cầu trên, bao gồm Bayerische Flugzeugwerke (Messerschmitt), Focke-Wulf và Henschel. Vì Bayerische Flugzeugwerke bỏ qua đa số các tiêu chuẩn của chiếc Kampfzerstörer do RLM đưa ra, chỉ có Focke-Wulf và Henschel được cung cấp kinh phí để chế tạo nhiều chiếc nguyên mẫu.

Do may mắn và dưới áp lực của Ernst Udet, RLM đã xem xét lại các ý tưởng về chiếc Kampfzerstörer và bắt đầu tập trung vào chiếc Zerstörer. Do những thay đổi này, thiết kế của Bayerische Flugzeugwerke lại đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của RLM. Vào ngày 12 tháng 5 năm 1936, phi công Rudolf Opitz cho cất cánh chiếc Bf 110 đầu tiên từ sân bay Augsburg. Nhưng cũng như nhiều thiết kế trước chiến tranh thường mắc phải, kỹ thuật động cơ được hứa hẹn đã không đáp ứng được tiêu chuẩn về độ tin cậy chấp nhận được. Ngay cả với kiểu động cơ tạm thời DB 600, RLM đã khám phá ra rằng chiếc Bf 110, cho dù không được cơ động như mong muốn, đã đạt tốc độ nhanh hơn đôi chút so với yêu cầu ban đầu của RLM, cũng như nhanh hơn kiểu máy bay tiêm kích hàng đầu Bf 109 B-1 đang hoạt động. Việc đặt hàng bốn chiếc tiền sản xuất A-0 được thực hiện, và chiếc đầu tiên được giao hàng vào tháng 1 năm 1937. Trong quá trình thử nghiệm, cả hai chiếc máy bay cạnh tranh Focke-Wulf Fw 187 và Henschel Hs 124 đều bị loại bỏ và kiểu Bf 110 được yêu cầu đưa vào sản xuất hàng loạt.

Việc giao hàng chiếc Bf 110 ban đầu gặp phải nhiều sự cố do việc giao hàng các động cơ DB 600, buộc Bayerische Flugzeugwerke phải trang bị cho nó loại động cơ Junkers Jumo 210B khiến cho chiếc Bf 110 bị thiếu hụt công suất một cách trầm trọng và chỉ có thể đạt được tốc độ tối đa 431 km/h (268 mph). Vũ khí trang bị cho những chiếc A-0 cũng bị giới hạn với bốn súng máy MG 17 gắn trước mũi.

Ngay cả khi chưa được giao kiểu động cơ DB 600, Bayerische Flugzeugwerke đã bắt đầu lắp ráp những chiếc Bf 110 vào mùa Hè năm 1937. Vì kiểu động cơ DB 600 tiếp tục có những vấn đề, Bayerische Flugzeugwerke bị buộc phải tiếp tục sử dụng loại động cơ Jumo 210G, cung cấp công suất 700 mã lực mỗi chiếc (so với công suất 610 mã lực của kiểu động cơ 210B). Có ba biến thể khác nhau của phiên bản Bf 110B được chế tạo, kiểu B-1 được trang bị tổng cộng bốn súng máy MG 17 và hai khẩu pháo MG FF 20 mm; phiên bản trinh sát B-2 được trang bị một máy ảnh thay chỗ cho các khẩu pháo, và kiểu B-3 được sử dụng như là máy bay huấn luyện, với các khẩu pháo được thay thế bằng các thiết bị radio bổ sung. Chỉ có 45 chiếc Bf 110B được chế tạo trước khi việc sản xuất kiểu động cơ Jumo 210G kết thúc. Điểm khác biệt chủ yếu của hai phiên bản Bf 110 A và B là "miệng" tản nhiệt rất to bên dưới động cơ.

Vào những tháng cuối năm 1938, kiểu động cơ DB 601 B-1 cuối cùng cũng sẵn sàng. Với động cơ mới, nhóm thiết kế đã tháo bỏ bộ tản nhiệt bên dưới động cơ, và thay thế chúng bằng các bộ tản nhiệt sử dụng hỗn hợp nước/glycol đặt bên dưới cánh phía ngoài các động cơ. Với động cơ DB 601, tốc độ tối đa của chiếc Bf 110 tăng lên đến một mức đáng ngưỡng mộ 541 km/h (336 mph) với tầm bay khoảng 1.094 km (680 dặm).