Le prototype Heinkel He 100 effectua son vol initial au début de l'année 1938. Un an plus tard, le huitième prototype établissait un record de vitesse (746,610 km/h). L'appareil devait alors apparaître comme un concurrent possible du Messerschmitt Me 109 qui équipait déjà un grand nombre de formations de chasse allemandes. Les études et essais étaient retardés par des problèmes d'instabilité. On aboutit cependant à la mise au point du Heinkel He 100 D. Cet avion possédait un empennage agrandi. Une quinzaine d'appareils de ce type fut assemblée. Pourtant, le Heinkel He 100 ne fut pas adopté par la Luftwaffe. Néanmoins la firme allemande était autorisée à poursuivre sa construction sous licence à l'étranger. L'avion ne connaît pas un grand succès à l'étranger En effet, en octobre 1939 des experts soviétiques et japonais, en visite à Marienehe, avaient manifesté un grand intérêt pour ce chasseur. Six des prototypes furent d'ailleurs vendus à l'Union soviétique. La collaboration entre les deux pays s'arrêta là. Quant au projet de production établi par les Japonais il ne devait jamais se concrétiser. Parmi les rares versions, il faut noter le Heinkel He 100 D-0, 15 exemplaires construits (un record pour cet appareil) et la douzaine d'Heinkel He 100 D-1 .