O desenvolvimento do He 177 começou em 1936 como parte de especificações exigidas pelo Ministério do Ar RLM. As expecificações exigiam um bombardeiro de longo alcance e velocadade com uma capacidade de 1000 kg. Apesar das grandes exigências, Heinkel começou a trabalhar numa maquete que foi submetida no final de 1937, com uma encomenda de 12 unidades experimentais seguindo-se logo no inicio de 1939. No entanto, ao longo do seu desenvolvimento, o He 177 sofreu de uma vasta gama de problemas, alguns dos quais nem foram corrigidos antes do desenvolvimento parar. Por exemplo, uma das exigências (que foi logo rejeitada pois era impossível de implementar) do ministério era a capacidade de largar bombas em mergulho, foi por isso que os engenheiros tiveram de fazer várias circunavegações oara alcançar as caraterísticas tecnicas de voo. Para reduzir o arrasto/atrito aerodinâmico e assegurar o alcance de voo, dois motores DB 601 foram instalados numa gôndola funcionando com hélices de quatro pás. No entanto, por esta mesma razão, o avião sofria de vários problemas de sobreaquecimento nos motores, e frequentemente sofria de falhas no motor a média altitude. No processo de afinamentos, a massa foi significativamente aumentada, tornando-se necessário instalar uma fuselagem enorme que não pudia ser camuflada - nacelles compactas e finas placas de fuselagem simplesmente não servia. O resultado, cada frame foi dividida em duas secções, cada uma com uma roda que pudesse ser retraída para a asa no lado oposto da nacelle.

Em 1944, o desenvolvimento do He 177 foi considerado terminado, mas nessa altura, a guerra já tinha virado desfavorável para a Alemanha e a necessidade de um bombardeiro complexo já tinha desaparecido. Mesmo assim, 1000 He 177 foram produzidos em várias variantes, com a maioria a ver ação na Frente Oriental. No entanto, apesar de ser produzido em vastos números, o avião acabou por falhar em fazer a diferença na guerra.