В свою очередь, «Фридрих» также подвергался усовершенствованиям. С начала 1942 года был создан ряд субмодификаций: Bf.109F-3, с двигателем DB.601Е, использовавшим 87-октановый бензин вместо 96-октанового; Bf.109F-4, на котором калибр мотор-пушки был увеличен с 15 до 20 мм; Bf.109F-4В, оснащенный подфюзеляжным держателем для 250-кг бомбы и использовавшийся для ударов по прибрежным объектам на территории Британии. Поскольку установка одной пушки, по мнению ряда летчиков, снизила огневую мощь истребителя, появилась субмодификация Bf.109F-4/R1, вооружение которой было усилено двумя 20-мм пушками MG151 в подкрыльевых гондолах. Правда, ценой стало ухудшение летных качеств и управляемости самолета, в итоге повышение возможностей при борьбе с бомбардировщиками привело к утрате превосходства в бою против истребителей противника. Еще одной немногочисленной субмодификацией стала Bf.109F-4/R6, оснащенная узлом подвески для 300-литрового топливного бака, одной 250-килограммовой или – через переходник – четырех 50-килограммовых бомб.
Дальнейшее развитие Bf.109 сопровождалось преимущественно наращиванием мощности двигателя и вооружения. Установка 1475-сильного мотора DB-605A увеличила скорость истребителя модификации Bf.109G («Густав») до 650 км/ч. Серия Bf.109G-6 получила 30-мм пушку MK 103, кроме того, применялись комбинации вооружения, предусматривающие установку дополнительно пары 20-мм пушек MG 151 или 30-мм MK 103 в подкрыльевых обтекателях. Для кратковременного повышения мощности двигателя дополнительно применялись системы форсажа – MW-50 (впрыск водометаноловой смеси) на малых и средних высотах и GM-1 (впрыск закиси азота) на высотах 8000—10 000 м, позволявших получить кратковременный прирост скорости до 50 км/ч. А облегченная версия «охотника» – Bf.109G-14 – имела вес менее 2.9 т и незначительно уступала в маневренности и предыдущим модификациям «Мессершмитта», и современным ему самолетам союзников.
Последняя серия «109-го» – Bf.109K – появилась уже в сентябре 1944 года. «Курфюрст» отличался новым высоким капотом, удлиненным коком и видоизменнным «фонарем Галланда», унаследовав от Bf.109G-10 увеличенный киль, обтекатели ниш шасси и колеса большего размера для повышения устойчивости при взлете и посадке. Только в 1944 году истребитель наконец-то получил створки, полностью закрывающие убранное шасси. Оснащенный двигателем DB-605ASCM мощностью 2000 л.с. самолет развивал на высоте 8700 м скорость почти 700 км/ч. В комплект вооружения входила 30-мм пушка (MK 103 или МК 108) и либо два 13-мм пулемета, либо пара 15-мм пушек MG 151. При этом вес истребителя машины возрос до 3,4 тонны. Кроме того, для борьбы с «летающими крепостями» союзников была создана – правда в совсем незначительном количестве – субмодификация Bf.109K-6, которая имела пять огневых точек и несла дополнительно еще две 30-мм пушки в подкрыльевых гондолах. Вес самолета при этом достиг 3,6 тонны.
После капитуляции Германии самолет еще оставался в строю в ряде стран – до 1946 года в Болгарии, до 1948 года в Швейцарии и Финляндии. В Испании истребитель выпускался под наименованием НА-1109 «Buchon», сперва небольшой серией с двигателем «Испано-Сюиза», а затем под индексом НА-1112 с британским мотором «Rolls-Royce Merlin» и находился на вооружении испанских ВВС до 1963 года. Символично, что и первый прототип Bf.109 поднялся в сентябре 1935 года в воздух – по причине неготовности «родного» мотора – с двигателем «Роллс-Ройс Кестрел».
