El desarrollo del He 177 comenzó en 1936 como parte de las especificaciones del Bombardero A emitidas por el Ministerio del Aire alemán (RLM). Las especificaciones requerían un bombardero de alta velocidad y largo alcance con una carga de 1,000 kg. A pesar de las especificaciones muy exigentes, Heinkel comenzó a trabajar en una maqueta que se sometió a revisión a fines de 1937, con un pedido de 12 máquinas experimentales poco después a principios de 1939. Sin embargo, a lo largo de su desarrollo, el He 177 sufrió una serie de problemas , algunos de los cuales ni siquiera se corrigieron antes de que se detuviera el desarrollo. Por ejemplo, uno de los requisitos (que pronto fue rechazado, ya que era imposible de implementar) del Ministerio del Aire fue la capacidad de bombardear desde una inmersión, es por eso que los ingenieros tuvieron que hacer varias soluciones para proporcionar las características técnicas de vuelo requeridas. Para reducir el arrastre aerodinámico y asegurar el rango de vuelo, se instalaron dos motores DB 601 por pares en una góndola y se trabajó con un eje común que giraba una hélice de cuatro palas. Gracias a esto, fue posible crear el avión con un esquema de dos motores. Pero por esta razón, el vehículo sufría graves problemas de sobrecalentamiento del motor y, con mayor frecuencia, fallas en el motor durante el vuelo y frecuentes incendios. En el proceso de ajuste fino de la aeronave, el peso se incrementó significativamente, por lo que se hizo necesario instalar un marco macizo que no se podía ocultar; un ala relativamente delgada o unas góndolas compactas no encajarían. Como resultado, cada cuadro se dividió en dos bastidores, cada uno con una sola rueda que podría retraerse en el ala en lados opuestos de la góndola.

Para 1944, el desarrollo del He 177 se consideraba terminado, pero en ese momento, la fortuna de la guerra ya había cambiado a Alemania y la necesidad de un bombardero estratégico complejo se había desvanecido. Sin embargo, se produjeron más de 1,000 He 177s en varias variantes, con la mayoría de las máquinas viendo acción en el frente oriental. Sin embargo, a pesar de haber sido fabricado en grandes cantidades, el avión finalmente no logró hacer una diferencia en el resultado de la guerra ya que su madurez de diseño llegó demasiado tarde, aunque algunos de los vehículos construidos también se usaron después del final de la guerra.