De verbrandingsmotor was nog niet tot het uiterste ontwikkeld, maar een nieuwe vorm van aandrijving maakte haar opwachting, de straalmotor. Iets meer dan 30 jaar na de eerste gemotoriseerde wankele vluchten met breekbare vliegtuigjes, werd de luchtvaart opeens pijlsnel volwassen, met name de militaire luchtvaart. De techniek ging met sprongen vooruit, vooral toen de straalaandrijving zich aandiende. Was men in Groot Brittannië nog terughoudend met deze nieuwe ontwikkeling, in Duitsland zag men ongekende mogelijkheden.

Heinkel was volop bezig een tweemotorige jager, de He 280, te ontwikkelen. Aangedreven door een dubbele zes-traps BMW P3302 axiale straalmotor vloog het toestel voor het eerst op 30 maart 1941. Zes weken later vloog in Engeland het prototype van de Gloster Meteor, de E.28/29 voor het eerst met twee W1X centrifugaal compressie motoren.

Niet alleen Heinkel was in Duitsland bezig met een door straalmotoren aangedreven jager. In januari 1939 had het Rijksministerie van Luchtvaart de opdracht aan Messerschmitt gegeven om ook te gaan werken aan een tweemotorige straaljager. Terwijl de Heinkel He 280 haar eerste testen maakte werkte Messerschmitt AG. In Augsburg aarzelen, maar gestaag verder aan haar project, de Me 262. Aangezien de BMW 003 axiale motoren voor de toekomstig straaljager nog niet gereed waren, kreeg het eerste prototype een Jumo 210 zuigermotor in de neus die met 740 pk op de propeller de Me 262 V1 maar met moeite van de grond kon tillen. Maar buiten de zwakte van de motor, vloog het toestel tijdens haar eerste vlucht op 18 april, 1941, zeer goed.

In november 1941 kwamen de eerste BMW 003's uit Spandau in Augsburg aan. Pas op 25 maart 1942 werd een eerste proefvlucht gemaakt in Me 262 V1. Omdat de motoren direct na de start uitvielen, kwam 'PC + UA' hard neer en raakte beschadigd. De BMW motoren waren duidelijk met hun 550 kg stuwdruk niet sterk genoeg. Maar er was een alternatief, de Jumo 004 met 600 kg stuwdruk.

Het derde prototype, de Me 262 V3 (PC + UC) ontdaan van de zuigermotor in de neus, maakte haar eerste vlucht op 18 juli, 1942. Het was nog een hele toer om lost te komen met het staartwiel concept. De beste manier om los te komen was om tijdens het opbouwen van de snelheid voor de start, de remmen even aan te trekken waardoor de staart los kwam. De testvluchten gingen voorspoedig en de karakteristieken van de Me 262 waren erg goed. Bij Heinkel liep de ontwikkeling vertraging op met de He 280 en zakte langzaam naar de vergetelheid, voor het in maart 1943 werd opgegeven.

Generaal Adolf Galland bezocht op 22 mei, 1943 het testcentrum van Lechfeld en maakte een proefvlucht in het prototype Me 262 V4. Galland stuurde direct een vlammend rapport aan Veldmaarschalk Milch. Galland was overtuigd van de slagkracht van deze nieuwe jager, zozeer zelfs dat hij geloofde dat het luchtoverwicht in het voordeel van Duitsland kon terugkeren.
Er was even een terugval bij de Messerschmitt fabriek toen deze gebombardeerd werd door de Amerikanen, en dat juist op het moment dat er een order voor 100 Me 262 straaljagers was gekomen op 28 mei. De vertraging werd benut om het prototype Me 262 V5 te ontwikkelen. Het staartwiel werd verwijderd en een vast neuswiel werd geïnstalleerd. Op de grond kreeg het eindelijk haar volwassen uitstraling. De V5 maakt haar eerste succesvolle vlucht op 26 juni 1943.

Met de komst van het zesde prototype, de Me 262 V6, kreeg het haar uiteindelijke vorm, gereed voor productie. Uitgerust met Jumo 109-004B motoren met 900 kg stuwdruk, vloog het op 17 oktober 1943 voor het eerst. De V6 was uitgerust met een compleet intrekbaar landingsgestel, voorbereiding voor boordkanonnen in de neus, elektrische bediende hoogteroeren en de pijlvleugel was uitgerust met automatische werkende landing-en vleugelkleppen.
De V6 (VI + AA) werd op 26 november gedemonstreerd aan Adolf Hitler. Deze vroeg of het toestel een bommenlast kon vervoeren van 1000 kg. Messerschmitt gaf aan het toestel binnen enkele weken om te kunnen bouwen. Maar die 'paar weken' werden enkele maanden en werd pas bij het V10 prototype uitvoerig getest.

In maart en april, 1944, werden de eerst 13 vóór-productie machines, Me 262A-O's aangemaakt. Na deze productie kwam de eigenlijke productie vrij snel op gang van de Me 262A-1a die de Schwalbe (zwaluw) als naam had gekregen. Het toestel had vier 30mm Mk 108 kanonnen in de neus. De versie Me 262A-1a/U1 was voorzien van twee 20mm MG 151, twee 30mm Mk 108 en twee 30mm Mk 103 kanonnen in de neus. Er was ook een verkenner variant, de Me 262A-1a/U3. In plaats van neusbewapening waren er twee RB50/30 camera's gemonteerd. De Me 262B-1a/U1 was een tweezitter versie voorzien van FuG 218 radar en tweemaal Mk 108A-3 30mm en tweemaal MG 151/20 20mm kanonnen.

In de zomer explodeerde Hitler toen deze hoorde dat de bommenwerper versie niet verder was gekomen dan een prototype, de Me 262 V10. Hij verorderde dat alle Me 262's moesten worden omgebouwd tot bommenwerper. De modificaties vetraagden de gehele productie van de Me 262. Onderwijl waren jagerversies in gebruik bij EKdo (test eenheid) 262 op Lechfeld. Hier werden instructeurs opgeleid om een nieuw tijdperk binnen te treden, het tijdperk van de straalaandrijving. Vanaf juli 1944 vlogen de toestellen met volledige bewapening. Binnen een maand werden twee F-5 (fotoverkenner versie van de P-38) Lightnings en een Mosquito fotoverkenner geclaimed. Op 25 juli bevestigde de RAF het bestaan van de Me 262 toen een andere Mosquito wist te ontsnappen aan een Me 262.

Op 28 augustus viel de eerste Me 262 ten prooi aan een geallieerde jager, een P-47 Thunderbolt van de US 78th Fighter Group. De Me 262, gevlogen door Feldwebel Lauer, was zo beschadigd dat het een noodlanding moest maken in een veld nabij Brussel. De eerste jachtbommenwerper versie, de Me 262A-2A Sturmvogel, zag actie in Normandië, maar een eerste jachteskader werd pas in september gevormd, Kommando Nowotny. Op 3 oktober voerde het voor het eerst een aanval uit op Amerikaanse bommenwerpers. Met een snelheid van 855 km/u was de Me 262A-1a niet te achterhalen. Maar toch vielen verschillende Me 262's ten prooi tijdens de landing aan geallieerde jagers. Maar de eerste maand was succesvol geweest met 22 slachtoffers voor de Me 262.

In oktober 1944 werd ook 3/KG 51 actief met de jachtbommenwerper versie, de Me 262A-2A. Deze eenheid trachtte de brug bij remagen te vernietigen. Dit lukte uiteindelijk door eigen verzwakking van de brug en een aanval door Ar 234B's.
III/JG7 werd in november gevormd op Purchim. Deze eenheid zou met haar Me 262's, 427 vliegtuigen neerhalen, waaronder 300 viermotorige bommenwerpers. Ook Adolf Galland kreeg met zijn JV (Jagd Verband) 44 zijn eigen elite Me 262 eenheid.

Er werden ook enkele opvallende Me 262's getest. Eén ervan was de Me 262E met een 50mm Mk 114 kanon. Na vier aangepaste Me 262A-1a's werd het project gestopt.

Een ander project betrof de Me 262A-2a/U1. De neusbewapening was verwijderd en vervangen door een glazen neus. Hier in was plaats voor een bommenrichter gecreëerd. Na één prototype werd ook dit project gestopt.
Een afschrikwekkende versie had de Me 262B-2a moeten worden. Dit was de ultieme nachtjager. Met een verlengde romp voor extra brandstof en ruimte voor een 2de man in de cockpit, plus en de neus vier 30mm Mk 108 kanonnen en twee Mk 108 kanonnen in 'Schräge Musik' positie (achter uit de romp schuin omhoog staande kanonslopen) zou dit een toestel worden om rekening mee te houden. Voorzien van FUG218 radar apparatuur zou dit een dodelijk wapen zijn voor geallieerde bommenwerpers, als Duitsland niet tegen die tijd ineengestort was.
Er werd ook nog een test gedaan met raketten geassisteerde starts, maar tot meer dan één test kwam het niet.
Wel werden er 40 Me 262A-1b's geproduceerd met afvuurrails voor 24 R4M 5 cm lucht-lucht raketten onder de vleugels.

En zo kwam er een einde aan de eerste echte operationele straaljager. Zijn tijd ver vooruit. De geallieerden waren blij met de nieuwe technieken die al snel navolging vonden in hun eigen straalvliegtuigen. De Me 262 vloog geweldig, maar was ook lastig te vliegen. Vooral het 'spelen' met de gassen voor de beide motoren was niet gemakkelijk. In formatie vliegen was een onbegonnen zaak. 1433 Me 262's werden er geproduceerd. Een ongelofelijk aantal van 865 werden er in 1945 gebouwd terwijl heel Duitsland in brand stond. Maar gebrek aan brandstof en goede piloten hielden de meeste Me 262 aan de grond.