Вследствие изменения военной обстановки в начале 1942-го Э.Мильх, заместитель Г.Геринга, приказал сократить количество строившихся опытных машин Me 264 до трех, а в феврале разработку опытных машин хотели даже временно передать фирме "Дорнье". Однако мощности "Дорнье" были загружены до предела, поэтому вопрос о подключении к работам других фирм отпал сам собой.

Первый полет Me 264V1 состоялся в декабре 1942-го, в качестве двигателей на первой машине использовались Jumo211J-1. применявшиеся на серийном бомбардировщике Ju 88A-4. Второй Me 264V2 отличался от предшественника удлиненными законцовками крыла, дополнительной (100 кг) броней для защищавшей жизненно важные агрегаты и кабины экипажа, а также установкой из двигателей BMW 801D мощностью 1700 л.с.

Третий опытный Me 264V3 стал прототипом машин серии «А» - дальних морских разведчиков-бомбардировщиков. Его вооружение состояло из передней верхней башни с пулеметом MG 131, задней верхней башни с пушкой MG 151, одного MG 131 в носовом остеклении, двух MG 131 в боковых установках и одной MG 151 в нижней установке. В бомбоотсеке могло размещаться до 2000 кг бомб, помимо этого за бомбоотсеком устанавливались три фотокамеры Rb 50/30.

Для взлета машины на основных стойках шасси устанавливали по дополнительному колесу, сбрасывавшимся после взлета, и предусмотрели применение шести стартовых ракетных ускорителей тягой по 1000 кгс.

Во исполнение скорректированных технических требований RLM с лета 1942-го фирма " Мессершмитт" начала разработку новых вариантов самолета. Одним из них был Me 264B - дальний бомбардировщик с четырьмя двигателями BMW 801Е и двумя дополнительными ТРД Jumo 004C. Вооружение его было аналогично машинам серии «А», но взлетный вес возрос до 49900 кг с бомбовой нагрузкой 3000 кг.

Рассматривался вариант бомбардировщика, носившего на спине истребитель Me 328. Считалось, что мини-истребитель охранения станет надежной дополнительной защитой бомбардировщика в зоне действия ПВО противника. Другим вариантом являлся Me 264/6m с шестью двигателями DB 603.

Рабочее обозначение его было Р.Ю75. но В.Мессершмитт добивался присвоения самолету серийного индекса Me 364.

Помимо этого, разработали самолеты: с двумя мотогондолами на крыле, в которых тандемно располагались двигатели с тянущим и толкающим винтами, и двумя ТРД в корневых частях крыла с четырьмя двигателями на крыле большой стреловидности и вращавшими толкающие винты; с четырьмя ТВД BMW 028; с четырьмя ТРД Jumo 004C и Т-образным хвостовым оперением.

В июле 1944-го. проходивший летные испытания Me 264V1, подготовленный к наземным испытаниям Me 264V2 и почти законченный в постройке Me 264V3 были уничтожены во время налета союзной авиации на заводы фирмы "Мессершмитт".

Ju 390 - шестидвигательный вариант самолета Ju 290 с увеличенными размахом и площадью крыла. Его длину также увеличили за счет вставки фюзеляжной секции за крылом. На трех опытных машинах применялись моторы BMW 801D, а на серийных предусматривались более мощные BMW 801Е.

Шасси бомбардировщика - пятистоечное с двумя колесами на каждой основной опоре, которые располагались под мотогондолами внутренних и средних двигателей. Вооружение: по два пулемета MG 131 в носовой и хвостовой башнях, по две пушки MG 151 в верхних передней и задней башнях, дистанционно управляемые - под кабиной и пара - в бортовых установках. Под крылом имелись четыре держателя для 1800-кг бомб, а также ракет Hs 293, Hs 294 или FX-1400.

Первый опытный Ju 390V1 собрали на заводе фирмы в Дессау и он взлетел в августе 1943-го. Самолет предназначался для летных испытаний в качестве дальнего "транспортника" и для дозаправки Ju 290А.

Морской разведчик Ju 390V2, взлетевший двумя месяцами позже, построили на заводе фирмы в Бернбурге. По сравнению с первой машиной, он имел более длинный фюзеляж и оснащался радаром "Хохенталь" FuG 200, оборонительное вооружение было аналогично Ju 290A. В январе 1944-го машина поступила на войсковые испытания в 5-ю группу дальней разведки, базировавшуюся на аэродроме вблизи Бордо. После нескольких тренировочных полетов Ju 390V2 совершил боевой вылет в район, располагавшийся в 20 км от побережья США к северу от Нью-Йорка, и вернулся на свою базу.

Ju 390V3 (прототип серийного Ju 390А) планировалось закончить летом 1944-го. однако из-за приостановки программы "Америка-Бомбер" его строительство не завершили. По этой же причине в конце лета пошли на слом четыре недостроенные опытные машины фирмы "Бпом - Фосс" BV 250.