Grande quantidade de modelos E estavam em serviço no final de agosto de 1939, quando teve início a invasão da Polônia. De lá até 1941, este aparelho foi de longe, o mais importante caça da Luftwaffe, tendo sido vendido em grandes quantidades para diversas outras nações.

Durante o primeiro ano da Segunda Guerra Mundial, os "Emil ",  como eram denominados os varios subtipos da versão E, destruiram  muitos e variados  tipos de caças que se opuseram a eles, exceto o Spitfire ( o qual superou em número de aparelhos produzidos ) .

Seus pontos positivos eram o tamanho pequeno, a rápida produção e o baixo custo, além da alta aceleração, subida e mergulho rápidos e o grande poder de manobra. Quase  todos os 109E eram também dotados de dois ou três canhões de 20mm, com alcance e maior poder destruidor  que uma bateria de oito MG´s com calibre de fuzil.  Seus inconvenientes eram o estreito trem de pouso,  os violentos sacolejões ao decolar e pousar, o controle lateral extremamente  ineficiente, quando em  alta velocidade, e o fato de, em combate, os aerofolios auxiliares das asas frequentemente se abrirem nas curvas fechadas, o que evitava o estol, prendia os ailerons e desviava o piloto de seu alvo.

Após 1942 a versão  dominante  foi  a 109G  "Gustav ", que atingiu  mais de 70% do total  de aparelhos recebidos  pela  Luftwaffe.  Embora  poderosamente armados e bem equipados, os vastos enxames de aeronaves " Gustav " em nada eram igualaveis às máquinas tão boas como leves E e F , solicitando constante atenção do piloto, frequente acelerações e possuiendo caracteristicas de aterrissagem descritas como " maliciosas".

Somente uns poucos da serie H, com envergadura maior, para grandes alturas, foram  fabricados, mas , a partir de outubro de 1944, a produção padrão foi a da série K,  que tinha capota "Galand", a qual   proporcionava  visão clara, uma aperfeiçoada cauda de madeira e pequenas  alterações na estrutura. Depois da Segunda Guerra, a empresa Czech Avia encontrou a fábrica dos Bf -109 intacta e começou a construir os S-99, tendo se esgotado os  motores  DB605, a empresa passou a colocar os Juno, de baixa rotação, produzindo os S-199, com pior torque e maior instabilidade do que as versões feitas pelos alemães, mas em 1948 conseguiram vender algumas unidades para Israel.

A Hispano Aviación fez voar o primeiro 1109, construido sob licença, em  março de 1945,  e,  em 1953, mudou para o motor Merlin, a fim de construir o 1109-M1L Buchón "Pombo". Diversas versões Hispano e Merlin foram construidas na Espanha, sendo algumas para treinamento, com assentos  em tamdem. quando o último HA-1112 voou de Sevilha, no final de 1956, 21 anos de fabricação desse caça estavam encerrados e, durante tempo em que foi fabricado, atingiu um total de 35.000 aparelhos.