Vào tháng 4-1944, Erprobungskommando 262 được hình thành ở Lechfeld ở Bavaria như một đơn vị thử nghiệm thử nghiệm để đưa Me 262 vào phục vụ và huấn luyện một số phi công cốt cán để lái máy bay mới. Thiếu tá Walter Nowotny được chỉ định làm chỉ huy vào tháng 7-1944, và đơn vị được đặt tên lại là Phi đội Nowotny. Phi đội Nowotny thực chất là một đơn vị thử nghiệm, nhưng nó có khác biệt đây là phi đội máy bay phản lực đầu tiên trên thế giới. Những cuộc thử nghiệm được tiếp tục chậm chạp với những mệnh lệnh ban đầu chống lại quân đồng minh vào tháng 8-1944, phi đội này đã hạ 19 máy bay của đồng minh trong khi 6 chiếc Me 262 bị bắn hạ, dù những tuyên bố này chưa bao giờ được xác minh với hồ sơ của không quân Hoa Kỳ. Bảo tàng không quân hoàng gia Anh không giữ những báo cáo mật về những chiếc máy bay của RAF tham gia vào trận chiến với Me 262 vào tháng 8-1944, dù có một báo cáo về cuộc chạm trán giữa một Me 262 và một chiếc DH98 Mosquito. Chính bản thân Nowotny đã bị bắn và chết vào 8 tháng 11-1944 bởi sĩ quan chỉ huy số 1 Edward Haydon "Bạn thân" của nhóm máy bay chiến đấu số 357, không quân Hoa Kỳ và đại úy Ernest "Feeb" Fiebelkorn thuộc nhóm máy bay chiến đấu số 20, không quân Mỹ. "Phi đội" sau đó được rút xuống làm nhiệm vụ huấn luyện và sửa lại chiến thuật trận đánh để tối ưu hóa sức mạnh của Me 262.

Vào tháng 1-1945, Jagdgeschwader 7 (JG7) được thành lập như một đơn vị máy bay chiến đấu phản lực thuần túy. Trong lúc đó một đơn vị ném bom - I Gruppe, Kampfgeschwader 54 (KG54) được tranh bị lại với Me 262 để sử dụng trong vai trò tấn công mặt đất và tiêm kích. Tuy nhiên, đơn vị này đã bị mất 12 máy bay trong khi thực hiện nhiệm vụ trong 2 tuần.

Jagdverband 44 (JV44) một đơn vị khác cũng được hình thành với trang bị Me 262 vòa tháng 2-1945, được chỉ huy bởi Adolf Galland. Galland là một chỉ huy nhiều kinh nghiệm và đơn vị này được biên chế những phi công chiến đầu từ các đơn vị thuộc Không quân Đức.

Trong suốt tháng 3, đơn vị máy bay chiến đấu Me 262 được tin tưởng để tiêu diệt các máy bay ném bom của quân đồng minh. Vào 18 tháng 3-1945, 37 chiếc Me 262 thuộc đơn vị JG7 đã tấn công một đơn vị quân đồng minh gồm 1.221 máy bay ném bom và 632 máy bay hộ tống. Họ đã bắn hạ 12 chiếc máy bay ném bom và 1 máy bay chiến đấu trong khi bị mất 3 chiếc Me 262. Dù một tỷ lệ là 4:1 chưa là câu trả lời cần để Không quân Đức tác động đến cuộc chiến. Vào năm 1943 và đầu năm 1944, không quân Hoa Kỳ có khả năng giữ khả năng hoạt động tấn công kéo dài trên tỷ lệ mức tổn thất là 5% và hơn nữa.

Một vài phiên bản huấn luyện 2 chỗ "B" của Me 262 đã được thích nghi với máy bay chiến đấu ban đêm, đầy đủ với ra-đa và ăng-ten "sừng hươu". Phục vụ trong đơn vị Bậc 10, chiến đấu ban đêm 11, một đơn vị máy bay chiến đấu ban đêm, gần Berlin, vài máy bay này đã thông báo tiêu diệt 13 chiếc Mosquito (Con muỗi) khi đang bay qua Berlin vào 3 tháng đầu năm 1945. Các đơn vị luôn thiếu phi công, và phần lớn phi công mới phải thực hiện các chuyến bay đầu tiên trên máy bay phản lực một chỗ và không có người hướng dẫn.

Me 262 rõ ràng đã báo hiệu sự kết thúc của máy bay động cơ pít-tông một máy bay chiến đấu hiệu quả. Trong một chuyến bay, Me 262 tăng tốc quá 800 km/h (500 mph), nhanh hơn 150 km/h (93 mph) so với bất kỳ máy bay chiến đấu nào của quân đồng minh hoạt động trên bầu trời Châu Âu thời ấy.

Phi công lái Me 262 Hauptmann Franz Schall đã được phong cấp "át" với 17 máy bay, trong đó bao gồm 6 máy bay ném bom và 10 máy bay chiến đấu P-51 Mustang, phi công cấp "át" lái máy bay chiến đấu ban đêm Kurt Welter thông báo đã hạ 25 chiếc Con muỗi và 2 chiếc máy bay ném bom 4 động cơ trong đêm và 2 chiếc Con muỗi vào ban ngày với Me 262. Một ứng cử viên khác cho danh hiệu "át" là Heinrich Bär với 16 máy bay bị hạ khi bay với Me 262.

Chiến thuật tấn công máy bay ném bom của Me 262

Cách tiếp cận chống lại đội hình máy bay ném bom, với vận tốc tuần tra của Me 262 được thực hiện từ trên cao, Me 262 sẽ tiếp cận máy bay ném bom từ đằng sau trên độ cao lớn, sau đó lao xuống từ trên cao để tăng thêm vận tốc rồi nổ súng với pháo 30 mm trong khoảng cánh 600 m.

Những xạ thủ trên máy bay ném bom của quân đồng minh phát hiện những tháp nhỏ đặt súng của họ có những vấn đề về theo dõi máy bay phản lực. Tuy nhiên, vì cách tiếp cận theo đường thẳng của Me 262, tốc độ không thật sự quan trọng bằng việc tiêu diệt được mục tiêu, điều này rất khó vì máy bay phản lực khóa mục tiêu trong tầm bắn rất nhanh và chỉ lướt qua mục tiêu trong một thời gian ngắn.

Dần dần chiến thuật đánh mới được phát triển để chống lại những biện pháp phòng thủ của máy bay ném bom quân đồng minh. Me 262 trang bị mới với số lượng lớn pháo phản lực R4M có thể áp sát mục tiêu từ phía ngoài, khi mục tiêu đã ra khỏi phạm vi tầm bắn của súng trên máy bay. Loại pháo phản lực này rất mạnh, chỉ với 1 hoặc 2 quả đạn là đã có thể bắn hạ được loại B-17 Flying Fortress. Chiến thuật này tỏ ra hiệu quả nhưng nó lại được đề xuất quá muộn. Phương pháp này đã trở thành tiêu chuẩn trong những trận đánh chống lại máy bay ném bom, cho đến khi phát minh và trang bị tên lửa có điều khiển. Một vài tên riêng đã đặt cho chiến thuật này đó là "Bầy sói" (Wolfpack), nó được thực hiện với những máy bay chiến đấu, chúng sẽ bay thành từng nhóm 2 đến 3 máy bay, bắn rồi sau đó trở về căn cứ.

Vào 1 tháng 9-1944, tư lệnh không quân Hoa Kỳ Carl Andrew Spaatz tỏ ra lo lắng nếu có một số lượng lớn máy bay phản lực của Đức thực hiện chiến thuật trên, họ có thể phá hủy những máy bay ném bom hạng nặng của không quân Mỹ, đủ để quân đồng minh phải hủy bỏ những kế hoạch ném bom vào các mục tiêu của Đức Quốc xã.

Chiến thuật chống Me 262 của quân đồng minh

Nhiều sự đánh giá của phi công máy bay ném bom quân đồng minh được trích dẫn thì họ ngạc nhiên bởi tốc độ của Me 262. Thông tin tình báo của quân đồng minh nhận thấy được sự phát triển máy bay phản lực của Đức Quốc xã, nhưng không phải mọi đơn vị chiến đấu đều được chỉ dẫn đầy đủ về loại máy bay Me 262, và nó có lẽ đúng để nói rằng tin tình báo của quân đồng minh đã đánh giá thấp tốc độ của Me 262.

Chiến thuật chống lại Me 262 được phát triển nhanh chóng từ những thất bại để tìm ra những cách đánh phù hợp khi Me 262 có tốc độ lớn hơn. Máy bay hộ tống của quân đồng minh đi kèm máy bay ném bom (đặc biệt là P-51) đã bay cao hơn đội hình của máy bay ném bom - sau khi phát hiện Me 262 chúng liền bổ nhào xuống để tấn công, việc lao từ trên cao xuống đã tăng thêm vận tốc cho máy bay như vậy làm giảm bớt lợi thế về tốc độ của Me 262. Me 262 có ít khả năng thao diễn hơn P-51 và những phi công huấn luyện của quân đồng minh có thể đuổi kịp Me 262; nhưng cách đáng tin cậy nhất là tấn công khi Me 262 đang hạ cánh, cất cánh và trên mặt đất. Do đó, các sân bay của Không quân Đức thường bị máy bay ném bom tầm trung tấn công thả bom, và máy bay chiến đấu của quân đồng minh sẽ tấn công các mục tiêu nào cố gắng hạ cánh xuống sân bay đó. Không quân Đức chống lại những hành động này bằng việc đặt những súng phòng không để bảo vệ Me 262 từ dưới đất, và chuẩn bị chỗ đậu cho máy bay.

Nhiều phương án thử nghiệm khác như dùng oxit nitơ trên chiếc P-51. Khi bám theo một chiếc Me 262, phi công có thể bơm nitơ vào nhiên liệu để tăng tốc nhanh.

Những máy bay tiêm kích khác của quân đồng minh chạm trán Me 262 gồm Supermarine Spitfire, Hawker Tempest của Anh và Lavochkin La-7 của Liên Xô. Ghi nhận máy bay quân đồng minh tiêu diệt chiếc Me 262 đầu tiên là vào 28 tháng 8-1944, do phi công J Myers và M.D. Croy lái P-47 Thunderbolt. Phi công Oberfeldwebel Hieronymus "Ronny" Lauer thuộc I KG(J) 51, khi đang hạ cánh đã đụng độ với máy bay quân đồng minh và bị phá hủy, đó là chiếc Me 262 đầu tiên bị phá hủy do tấn công oanh tạc. Chiếc Me 262 đầu tiên bị hạ trong không chiến vào 5 tháng 10-1944 bởi Máy bay khạc lửa IX thuộc phi đội 401 RCAF. Phi công lái Me 262 là H. C. Butmann thuộc WNr 170093 của 3./KG51. Lavochkin La-7 là máy bay chiến đấu duy nhất của Liên Xô đã bắn hạ Me 262, với phi công "át" Ivan Nikitovich Kozhedub lái, anh đã hạ một chiếc Me 262 vào 15 tháng 2-1945 ở mặt trận phía Đông.