Первый полет на истребителе БИ летчик Г.Я. Бахчиванджи выполнил 15 мая 1942 г. Взлетная масса самолета в первом полете была ограничена 1300 кг, а двигатель отрегулирован на тягу 800 кгс. Полет продолжался 3 мин 9 с. Самописцы зафиксировали максимальную высоту полета 840 м, скорость 400 км/ч, скороподъемность — 23 м/с. В послеполетном донесении летчик-испытатель отмечал, что полет на самолете БИ в сравнении с обычными типами самолетов исключительно приятен: перед летчиком нет винта и мотора, не слышно шума, выхлопные газы в кабину не попадают; летчик, сидя в передней части самолета, имеет полный обзор передней полусферы и значительно лучший, чем на обычном самолете, обзор задней полусферы; расположение приборов и рычагов управления удачное, видимость их хорошая, кабина не загромождена; по легкости управления самолет превосходит современные ему истребители. Таким образом, БИ стал первым в мире вооруженным самолетом с ЖРД, поднявшимся в воздух (Не 176 и прототипы Ме 163 летали невооруженными).

В связи с износом конструкции планера первого опытного самолета от воздействия паров азотной кислоты последующие летные испытания самолета БИ проводились на втором и третьем опытных самолетах, отличавшихся от первого только наличием лыжного шасси. Одновременно было принято решение начать постройку небольшой серии самолетов БИ-ВС для их войсковых испытаний. От опытных самолетов БИ-ВС отличались вооружением: в дополнение к двум пушкам под фюзеляжем по продольной оси самолета перед кабиной летчика устанавливалась бомбовая кассета, закрытая обтекателем. В кассете размещалось десять мелких бомб массой по 2,5 кг, обладавших большой взрывной силой. Предполагалось, что эти бомбы будут сбрасываться над бомбардировщиками, идущими в боевом строю.

На втором опытном самолете БИ за короткий срок выполнили четыре полета: три Г.Я. Бахчиванджи и один К.А. Груздевым. В этих полетах были зафиксированы наивысшие летные показатели самолета БИ — максимальная скорость до 675 км/ч, вертикальная скороподъемность 82 м/с, высота полета 4000 м, время полета 6 мин 22 с, продолжительность работы двигателя 84 с. Шестой и седьмой полеты выполнялись Г.Я. Бахчиванджи на третьем опытном самолете. Задание летчику на седьмой полет, состоявшийся 27 марта 1943 г, предусматривало доведение скорости горизонтального полета самолета до 750–800 км/ч по прибору на высоте 2000 м. По наблюдениям с земли, седьмой полет, вплоть до конца работы двигателя на 78-й секунде, протекал нормально. После окончания работы двигателя самолет, находившийся в горизонтальном полете, опустил нос, вошел в пикирование и под углом около 50° ударился о землю. Комиссия, расследовавшая обстоятельства катастрофы, в то время не смогла установить подлинные причины перехода в пикирование самолета БИ. Но в своем заключении она отмечала, что еще не изучены явления, происходящие при скоростях полета порядка 800-1000 км/ч. По мнению комиссии, на этих скоростях могли появиться новые факторы, воздействующие на управляемость, устойчивость и нагрузки на органы управления, которые расходились с принятыми в то время представлениями, а, следовательно, остались неучтенными.

В 1943 г. в эксплуатацию была пущена аэродинамическая труба больших скоростей Т-106 ЦАГИ. В ней сразу же начали проводить широкие исследования моделей самолетов и их элементов при больших дозвуковых скоростях. Была испытана и модель самолета БИ для выявления причин катастрофы. По результатам испытаний стало ясно, что самолет разбился из-за неучтенных при проектировании самолета особенностей обтекания прямого крыла и оперения на околозвуковых скоростях и возникающего при этом явления затягивания самолета в пикирование, преодолеть которое летчик не мог.

После гибели Г.Я. Бахчиванджи недостроенные 30–40 самолетов БИ-ВС были уничтожены, но работы по этой теме продолжались еще некоторое время. С целью изучения возможности увеличения продолжительности полета ракетного истребителя-перехватчика типа БИ в 1943–1944 гг. рассматривалась модификация этого самолета с прямоточными воздушно-реактивными двигателями на концах крыла. Она была исследована в аэродинамической трубе, но дальнейшего развития не получила. В январе 1945 г. на самолете БИ с лыжным шасси и двигателем РД-1 А.М. Исаева, являвшимся развитием двигателя Д- 1А-1100, летчик Б.Н. Кудрин выполнил два полета. В одном из этих полетов при взлетной массе самолета 1800 кг и скорости 587 км/ч вертикальная скорость БИ у земли составила 87 м/с. Затем работы над самолетом прекратили. Для проведения испытаний было построено девять самолетов БИ.

Самолеты Ме 163А были лишь опытными машинами, по-настоящему боевой должна была стать модификация Ме 163В, заказанная в количестве 70 экземпляров 1 декабря 1941 г. Самолеты должен был строить завод «Мессершмитта» в Регенсбурге. Интересно, что первоначально предполагалось обозначать эти машины по фамилии конструктора — Li 163S (где литера «S» обозначала «серийный»). Но в конечном итоге оставили «мессершмиттовское» обозначение — хотя участие В. Мессершмитта в создании этой машины было чисто символическим.

Ме 163В существенно отличался от предшественников. Прежде всего, для него Г. Вальтер разрабатывал новый ЖРД R II-211 с увеличенной вдвое максимальной тягой (1500 кгс). Правда, ко времени проектирования Ме 163В новый двигатель существовал только на бумаге, и конструкторам группы Липпиша приходилось опираться лишь на предварительные расчеты, надеясь что двигателисты смогут удержаться в определенных ими же самими рамках по массе двигателя, его габаритах и расходу топлива. Последний параметр был особенно важен — от самолета требовался боевой радиус 250 км и потолок 12 000 м, а для этого ЖРД должен был работать не менее 12 минут. Вальтер обещал, что расход топлива в R II-211 составит при полной тяге около 3 кг в секунду — на эти параметры и ориентировались конструкторы, определяя емкость топливной системы. Профиль полета определялся таким образом: на взлет и набор высоты 12 000 м отводилось 3 минуты работы двигателя на полной тяге, после чего ЖРД переводился на крейсерский режим, что теоретически должно было обеспечить 30-минутный полет на скорости 950 км/ч. В итоге радиус приближался к искомым 250 км — почти как у поршневого Bf 109, но при вдвое большей крейсерской скорости! Увы, на деле расход топлива оказался гораздо выше — на уровне 5–6 кг в секунду, что самым отрицательным образом сказалось на времени работы ЖРД, а, следовательно — и дальности полета самолета, уменьшая её до 120–150 км.

По сравнению с Ме 163А кардинальной переделке подвергся фюзеляж. По сути, его спроектировали заново — вместо деревянного Липпиш создал алюминиевый фюзеляж с существенно большим внутренним объемом, призванным вместить более мощный двигатель, значительно увеличенный запас топлива, вооружение, а также другое оборудование, необходимое для боевого самолета (например, радиостанцию). По сути, очертания фюзеляжа определялись габаритами топливных баков. Из-за этого, например, кабина пилота оказалась пере-размеренной, очень просторной по сравнению с другими истребителями люфтваффе. Примененный на Ме 163В беспереплетный штампованный фонарь обеспечивал отличный обзор.