В начале 1940 года, после долгожданного прибытия готовых двигателей «Walter HWK R.I. 203», поршневые моторы с планера были сняты, а фюзеляж подготовлен под установку ЖРД. В таком виде планер и силовая установка были перевезены в испытательный центр Пенемюнде на аэродром Карлсхаген, где и должны были проходить испытания.

Первый экземпляр «DFS-194» («Ме-163») имел размах крыла 10,6 м, длину – 6,4 м, взлетный вес – 2,4 т был рассчитан только на скорость порядка 300-305 км/ч.

Летные испытания проводил знаменитый планерист и чемпион мира 1937 года капитан Хейни Дитмар, ранее уже поднимавший несколько самолетов конструкции Липпиша. Первый полет состоялся 3 июня 1940 года. Несмотря на проблемы с двигателем и топливом для него, а также небольшую продолжительность полета в целом, испытания были признаны успешными. Скороподъемность оказалась отличной, а летом 1940 года была достигнута скорость 547 км/ч.

Успешная апробация нового двигателя на «DFS-194» способствовало резкому увеличению темпу работ над самим «Me-163». Кроме того, из фирмы «Вальтер» поступали внушающие оптимизм сообщения о работах над созданием усовершенствованного ракетного двигателя «Walter HWK R.II. 203», тягу которого можно было регулировать в пределах от 150 до 750 кг. В качестве топлива в этих ЖРД использовалось вещество «Т-Stoff», в качестве окислителя – «Z-Stoff». При соединении топлива с окислителем образовывалась самовоспламеняющаяся смесь, что позволяло обходиться без элементов зажигания в камере сгорания. Липпиш планировал оснастить двигателями Вальтера машины новой модификации «Me-163A», а пока сосредоточился на достройке экспериментальных образцов «Me-163V1» и «Ме-163V2».

Работы над первым из них были завершены зимой 1941-42 годов в Лехфельде. Повышенный интерес со стороны ВВС повлек за собой размещение заказа на постройку еще четырех прототипов.

Планерные испытания начались следующей весной. Образец под управлением Дитмара был поднят на буксире за самолетом «Bf.110C».

«Me-163V1» и тут продемонстрировал отличные аэродинамические качества – скорость снижения была только 1,5 м/с при скорости полета 220 км/ч. Но хорошие парящие качества и отсутствие закрылков сделали ракетоплан трудным при посадке в пределах выбранного аэродрома – пилот перелетел несколько сот метров от выбранной точки посадки.

Затем «Me-163V1» был отбуксирован в Аугсбург, но перегон чуть не закончился потерей экспериментального самолета. Видя, что он промахивается мимо аэродрома, Дитмар был вынужден накренить самолет, чтобы проскочить в узкий промежуток между двумя ангарами, и приземлился уже за строениями аэродрома.

В целом летные характеристики «Me-163V1» оказались очень хорошими. Эрнст Удет, шеф службы вооружений и поставок люфтваффе, наблюдая один из скоростных планирующих полетов «Ме-163» настолько впечатлился новой машиной, что проекту был придан высший приоритет.

Летом 1941 года, когда были выпущены шесть опытных самолетов, «Me-163V1» и «Ме-163V4» были переведены в Пенемюнде, где на них поставили ракетные двигатели «HWK R.II. 203b» с тягой по 750 кг. Летные испытания с силовыми установками проводились с июля по октябрь. Первый полет на максимальной тяге был выполнен 13 августа 1941 года. Во время одного из первых же полетов Дитмар превысил мировой рекорд скорости, достигнув 900 км/ч.

Главной проблемой с достижением большой скорости был малый запас топлива. Чтобы сэкономить топливо на взлете, 2 октября 1941 года Дитмар поднял «Me-163V4» на буксире за «Bf110C». На высоте 4 км буксир был отцеплен, Дитмар запустил двигатель и спустя 2 минуты развил в горизонтальном полете скорость 1004 км/ч (0,84 Маха).