Com o começo das campanhas de bombardeamento aliada contra alvos estratégicos na Alemanha em 1942, a Luftwaffe foi forçada a estar na defensiva pela primeira vez na guerra. Esta repentina viragem despoletou uma procura urgente por novos desenhos de caças pesados e intercetores que pudessem contrariar as vagas de bombardeiros aliados e respetivas escoltas. Embora a Messerschmitt já estivesse a trabalhar num novo avião para substituir os Bf 110, o Me 210 - vários problemas de desenvolvimento atrasavam a sua conclusão. Com resultado, novas versões dos Bf 110 tiveram de ser desenvolvidas para contrariar a nova ameaça. No entanto, apara o Ministério do Ar Alemão, não havia conteúdo para criar ainda mais modificações do avião que planeavam reduzir em quantidade na esperança de abordar os problemas logísticos que assolavam a sua produção. Inspirado pelo projeto do He-111 “Zwilling”, os engenheiros da Messerschmitt começaram a trabalhar num novo caça alternativo baseado no Bf 109 que pudesse facilmente entrar em produção em massa e oferecer um melhor desempenho que o Bf 110, e ao mesmo tempo mais barato que os novos aviões.

Juntando dois Bf 109F padrão da linha de montagem e ''soldado-os'', os engenheiros da Messerschmitt criaram o que ficou conhecido como Bf 109Z-0 - o primeiro protótipo do “zwilling”. No entanto em 1943, um raide de bombardeamento numa das fábricas da Messerschmitt perto de Augsburg levou à destruição do protótipo e ao cancelamento dos testes. Apesar deste sobressalto, os engenheiros continuaram a desenvolver o conceito e em menos de um ano, no verão de 1944, um novo protótipo Z-1, baseado no Bf 109G-6, foi criado. O segundo protótipo diferia no primeiro não apenas na versão base do, mas também nas armas, substituindo metralhadoras por autocanhões, tendência do final da guerra. O projeto acabou sendo cancelado devido às faltas de recursos que assolavam a industria alemã.