Работы с фирмой «Юнкерс» продолжались до сентября 1936 г. В результате испытаний самолет «Юниор» с ЖРД тягой 300 кгс так и не смог оторваться от земли, а испытания самолета А 50 сопровождались постоянными отказами, среди которых были два взрыва двигателя.

Фирма «Хейнкель» готовила для этих работ две свои машины – He 112V3 (заводской номер 1292, D-IDMO) под ЖРД Х. Вальтера, первый образец которого уже опробовали на самолете Не 72, и He 112V4 (заводской номер 1974, D-IPMY) под ЖРД HWA, за поставку которого отвечал В. фон Браун. Четвертую машину 23 июня впервые облетал в режиме планера заводской летчик-испытатель К. Генрих, после чего ее передали на завод для доработки и наземных испытаний с двигателем. В сентябре 1936 г. RLM приняло решение сосредоточить дальнейшие работы по ракетному самолету на фирме «Хейнкель». Поэтому после окончания 18 февраля 1937 г. стендовых испытаний Не 112 с двигателем было принято решение готовить самолет к летным испытаниям. Сравнительные летные испытания двух опытных образцов самолета, получившего обозначение He 112R, показали, что двигатель HWA развивал в полете всего половину от обещанной величины тяги в 750 кгс, а потреблял топлива почти в два раза больше, чем двигатель Х. Вальтера. К слову сказать, примерно в то же самое время проходил испытания самолет Fw 56, оснащенный одним из вариантов двигателя Х. Вальтера, а третий испытательный полет на этом самолете выполнил полковник Э. Удет, только что назначенный руководителем технического департамента RLM.

В результате сравнительных испытаний приняли решение строить четыре опытных образца самолета, проект которого разрабатывался с середины декабря 1936 г. на фирме «Хейнкель» под обозначением Р.1033. В конце июня 1937 г. самолет получил обозначение Не 176. Первый опытный самолет должен был оснащаться ЖРД Х. Вальтера, получившим в 1938 г. RLM-обозначение RII 204, а остальные три – двигателями HWA (RLM-обозначение RII 102), которые ко времени постройки самолетов должны были быть доработаны. Вся работа по самолету He 176 проходила в специально созданном отделе Sonderentwicklung I, который был изолирован по соображениям секретности от остальных подразделений фирмы «Хейнкель» в Росток-Maриенехе.

Законченный опытный образец самолета переправили в Ракетный центр в Пенемюнде, где можно было соблюсти режим секретности во время испытаний, длившихся с 8 января по 14 апреля 1939 г. Первоначально проводились наземные испытания Не 176 с буксировкой его за автомобилем на скоростях до 155 км/ч. Первые короткие пробежки с подлетами по прямой под управлением флюгкапитана Э. Варзица имели место в марте 1939 г. с работающим ЖРД, но с очень ограниченными количествами топлива в самолете. Всего было выполнено 29 подлетов, во время которых замечалась нестабильность работы двигателя. 25 мая Э. Варзиц продемонстрировал серию коротких подлетов на Не 176V1 перед комиссией RLM во главе с Э. Удетом и Э. Мильхом.

Принято считать, что первый официальный полет опытного образца He 176V1 состоялся 20 июня 1939 г. под управлением Э. Варзица. Однако в дневнике инженера Макса Майера, сотрудника фирмы «Хейнкель», обозначена другая дата первого полета – 15 июня 1939 г. Скорее всего, 20 июня самолет официально показывался в полете Э. Удету и Э. Мильху, что тем не менее не изменило отрицательного отношения Э. Удета к этому самолету, более того, он запретил дальнейшие его испытания из соображений безопасности. Это запрещение дважды отменялось и дважды снова вводилось, и действовало оно до 3 июля 1939 г., когда самолет продемонстрировали высшему руководству Германии во главе с А. Гитлером. Официальный приказ вышел 12 сентября 1939 г., этим приказом прекращалась любая дальнейшая работа над ракетным самолетом Не 176, хотя уже была почти закончена вторая машина Не 176V2 с двигателем HWА RII 102 тягой 725 кгс и начата постройка третьей машины. Их пустили на слом, а первый опытный образец самолета, совершивший 19 полетов в Пенемюнде и Рёхлине в период с июня по ноябрь 1939 г., хранился какое-то время на фирме «Хейнкель», но его в конечном счете передали в музей авиации в Берлине, где он был разрушен во время воздушного налета союзных бомбардировщиков в 1944 г.