Dự án Me 209 thứ hai nảy sinh vào năm 1943 khi Willy Messerschmitt đề nghị một phiên bản được cải biến đáng kể từ kiểu máy bay rất thành công nhưng già cỗi Bf 109 của ông. Chiếc Me 209 sẽ phải cạnh tranh cùng hai kiểu máy bay tiêm kích tính năng cao Fw 190D-9 và Ta 152 của hãng Focke-Wulf. Giống như những phiên bản nâng cao trên các thiết kế của Kurt Tank, chiếc máy bay mới Me 209 chia sẻ hầu hết khung động cơ với một kiểu mẫu đáng tin cậy, trong trường hợp này là kiểu Bf 109G. Điều này đánh dấu một sự khởi đầu từ chiếc Me 209 thứ nhất bị thất bại, và sau đó là dự án Me 309 vốn là một thiết kế hoàn toàn mới.

Thật không may cho nhóm thiết kế, loại động cơ DB 603 được đề nghị cho chiếc Me 209 lại bị thiếu hụt và họ buộc phải sử dụng kiểu động cơ Jumo 213E vốn cung cấp động lực kém hơn. Chiếc Me 209 có một phần đuôi mới, bộ càng đáp có vệt bánh rộng, đuôi cao hơn, và một bộ tản nhiệt hình vành khăn làm cho động cơ nhìn bên ngoài giống như một động cơ bố trí hình tròn. Tuy nhiên, tương tự như dự án Me 209 nguyên thủy, các cải tiến liên tục nối tiếp nhau đã làm suy yếu mục tiêu ban đầu. Trong trường hợp này là chế tạo một chiếc máy bay tiêm kích vượt trội càng giống kiểu Bf 109G Gustav đang có càng tốt.

Khi dự án tiến triển, chiếc Me 209 tiến triển từ một phiên bản nâng cao đơn giản của chiếc Bf 109 thành một khung máy bay ngày càng không tương thích. Kiểu Me 209 V5 trang bị một pháo MK 108 và hai súng máy MG 131 trên gốc cánh. Kiểu V6 là phiên bản đầu tiên chuyển sang sử dụng loại động cơ Jumo 213 và trang bị súng máy MG 151/20 thay cho loại MG 131. Kiểu Me 209H V1 là một phiên bản tầm cao với cánh được kéo dài và quay lại sử dụng động cơ DB 603.