Четвертый и последний опытный Ме-309V4, который предназначался для испытаний вооружения, был готов и полетел в июле 1943-го. Me-309V4 был оснащен двигателем DB-605B и нес чрезвычайно мощное вооружение, которое "Мессершмитт" предлагала для тяжелого варианта истребителя.

Самолет имел два синхронных 13-мм пулемета MG-131, по 20-мм пушке MG-151 и 13-мм пулемету MG-131 в корнях крыла и две 30-мм пушки МК-108 в консолях.

Такое вооружение устанавливалось далеко не на всех двухмоторных истребителях! МК-108 были частично скрыты под обтекателями на верхней поверхности крыла, по образцу испытанных на Bf-109V31.

С полным составом вооружения и с 880 л топлива Me-309V4 весил 4875 кг и достигал скорости 575 км/ч, что на 15% меньше расчетов Мессершмитта.

После заводских испытаний в Аугсбурге Me-309V4 должны было перевести в Лейпхейм, но до этого его разбомбили союзники.

Me-309V3 позже использовался для испытания гермокабины и катапультируемого кресла для Ме-262, а на Me-309V1 продолжались испытания трехстоечного шасси и реверсивного винта.

Перед прекращением работ над Ме-309 в проектах были несколько серийных вариантов самолета: Ме-309А-1 - легкий истребитель с вооружением из двух 13-мм пулеметов MG-131 и 30-мм пушки МК-108.

Кроме того, Ме-309А-2 - тяжелый истребитель с вооружением по образцу четвертого опытного самолета; пикирующий бомбардировщик Ме-309В-1 с вооружением по образцу А-1 и держателями на пару 250-кг бомб под консолями крыла. Возможными направлениями развития самолета были проекты Ме-409. Ме-509, Ме-609.

Идея создания тяжелого истребителя для замены ВМ10 не давала успокоиться конструкторам, и они продолжали разрабатывать подобные проекты. Одной из таких разработок и был Ме-409. однодвигательный, асимметрической схемы с использованием фюзеляжей от Ме-209-II и крылом, которое проектировалось для Me-155.

Предполагаемый состав вооружения состоял из трех пушек MG-151/20 и двух мотор-пушек МК-108. Проект аннулировали в 1944-м, не достигнув даже стадии разработки прототипа.

Проект Ме-509 корнями уходит к Ме-309 и о нем имеется очень мало информации. Самолет имел цельнометаллическую конструкцию. Для него разработали новый фюзеляж с гермокабиной, сдвинутой далеко вперед к носу.

Двигатель DB-606B размещался в фюзеляже за кабиной летчика. Посредством удлиненного коленвала.проходящего под кабиной, приводился в движение трехлопастный винт изменяемого шага. Низкорасположенное крыло трапециевидной в плане формы имело закругленные законцовки.

От Ме-309 позаимствовали носовую стойку шасси и вертикальное хвостовое оперение по типу Me-309V1. Состав вооружения окончательно определен не был. но предварительно планировали установить два 13-мм пулемета MG-131 и пару 20-мм пушек MG-151.

Со сдвигом кабины вперед, что кардинально улучшало обзор, и расположением двигателя в районе центра тяжести была решена проблема подлома носовой стойки шасси во время посадки, характерной для Ме-309. Работы по Ме-509 заморозили после закрытия проекта Ме-309 в середине 1943-го.

В апреле 1945-го японцы на фирме "Якошика" закончили очень похожий проект R2Y «Кейюн». Хотя это но очевидно, но возможно, что документация по Ме-309/509 была передана в Японию среди других немецких конструкций (ВМ09, Ме-163, Ме-410, Не-100).