Самолет Bf-110G был сконструирован, чтобы возместить неудачу проекта машины Ме-210 и появился в 1942 году как дальнейшее развитие самолета Bf-110F с более мощными двигателями DB-605. Машина использовалась при обороне объектов на территории Германии от налетов вражеской авиации — как дневной истребитель G-1 и G-3 и ночной радиолокационный истребитель G-4. Последняя версия оснащалась радаром, а вооружение усиливалось с увеличением порядкового номера. 
   Предсерийный Bf 110G-0 появился в мае 1942 года и отличался от своего предшественника Bf 110F новой силовой установкой из двух двигателей DB 605В-1 мощностью по 1475 л.с. на взлете и 1355 л.с. на высоте 5700м. На самолет установили новые винты с более широкими лопастями. Максимальный взлетный вес истребителя вырос до 9300 кг. На серийном Bf 110G-1 сняли бомбодержатели и вместо пушек MG FF установили пушки MG 151. 
   Однако G-1 стал лишь переходной машиной. Выпуск новой основной модификации самолета Bf 110G-2 был начат в декабре 1942 года. На более поздних G-2 так же как на F-4 увеличили площадь вертикального оперения и усилили стойки шасси. Вооружение самолета состояло из четырех пулеметов MG 17 с боезапасом в 1000 патронов и двух пушек MG 151с общим запасом 650 снарядов. Для усиления защиты сзади единственный пулемет MG 15 был заменен спаренной пулеметной установкой MG-81Z с боекомплектом в 800 патронов. 
Bf 110G-2 мог использоваться в качестве истребителя или истребителя-бомбардировщика. Два бомбодержателя ETC 500 под центропланом можно было заменить двумя пушками MG 151 в обтекателе. На каждую пушку приходилось по 200 снарядов. Подвеска из двух 300 л топливных баков под крылом могла заменяться на 4 бомбодержателя ETC 50. 
   Одновременно с G-2 выпускались другие модификации серии «G». Это были: истребитель-разведчик дальнего действия Bf 110G-3 и ночной истребитель Bf 110G-4. 
   Разведчик G-3 был запущен в серийное производство в июле 1943 года. На нем устанавливали две фотокамеры: Rb 50/30 и Rb 70/30, обе сразу. Переднее вооружение самолета состояло из 4 пулеметов калибра 7,9 мм. Защита сзади была усилена. В дополнение к обычному заднему пулемету в нижнюю часть фюзеляжа была каким-то образом вмонтирована 20-мм пушка, стреляющая назад. Предусматривалась подвеска двух 300-л топливных баков под консолями крыла. В полном снаряжении самолет развивал скорость 557 км/ч на высоте 5800 м. Дальность его полета составляла 900 км. На несколько таких истребителей-разведчиков вместо 4 пулеметов MG 17 установили две пушки МК-108. Такая версия обозначалась Bf 110G-3/R3. 
   Производство ночного истребителя Bf 110G-4 началось летом 1942 года. На нем устанавливалось такое же вооружение, как у стандартного G-2. Самолет получил более совершенное радиооборудование. Кроме обычной рации оно включало: оборудование для «слепой» посадки и определитель «свой-чужой» FuG 25. С апреля 1943 года стали устанавливать передатчик FuG 16 ZY, который успешно боролся с радиопомехами, что обеспечивало бесперебойную связь ночного истребителя с системой наземного наведения «Химмельбетт». Тяжелые американские бомбардировщики обладали мощным оборонительным вооружением из крупнокалиберных пулеметов. Поэтому для защиты летчика от их огня на поздних G-4 в передней части кабины установили боковые бронеплиты толщиной 5 мм. 
   В виде ночного истребителя самолет Bf-110 буквально «нашел себя» — поскольку габариты, вес и относительно слабая маневренность машины были здесь не столь важны. Самолеты BF-109H-1 — Н-4 оснащались двигателем DB-605E, усиленным планером и убирающимся хвостовым колесом. К началу 1944 года ночные части «Люфтваффе» достигли пика своей эффективности, в этот момент на их вооружении находилось примерно 320 радиолокационных истребителей Bf-110, что составляло около 60% всей численности германских ночных истребителей. 
   С появлением He-219 «Уху», самолеты Bf-110 начали постепенно сниматься с вооружения.