«Фокке-вульфы» выпускались в течение всей войны в различных модификациях, различавшихся предназначением и составом вооружения. Зимой 1943 года появились самолеты субмодификации Fw.190А-6/R1, вооружение которых было усилено до шести 20-мм пушек МG 151/20 и двух пулеметов, на самолетах некоторых серий две из 20-мм пушек заменялись на 30-мм пушки МК 103, а 7,9-мм пулеметы – на 13-мм МG 131. При этом вес минутного залпа этих модификаций достигал 600 кг. Fw.190 оказался самым мощным по этому параметру среди одномоторных истребителей Второй мировой войны, что позволяло ему бороться не только с фронтовой авиацией противника, но и с тяжелыми стратегическими бомбардировщиками союзников. Кроме того, помимо пушек для борьбы с бомбардировщиками самолеты частей ПВО вооружались ракетными снарядами.
В марте 1942 года самолет подвергся наиболее кардинальной переработке, в итоге которой фактически была создана новая машина. В поиске способов улучшения характеристик истребителя Курт Танк принял решение установить вместо мотора с воздушным охлаждением рядный двигатель водяного охлаждения Jumo-213A, имевший номинальную мощность 1776 л.с., а при использовании системы MW-50 – краткосрочный прирост до 2240 л.с.
Новый истребитель получил индекс Fw.190D и прозвище «Длинноносая Дора». Смена мотора, имевшего больший вес и габариты, повлекла за собой и изменение компоновки планера – увеличилась площадь хвостового оперения, пришлось удлинить и хвостовую часть фюзеляжа, причем, чтобы максимально сохранить технологический процесс, Танк прибегнул к самому простому решению – между хвостовой секцией фюзеляжа и оперением была врезана прямая 45-сантиметровая вставка.
В конструкции имелся ряд других нестандартных решений, таких как нетипичный для машин с мотором жидкостного охлаждения круглый капот с кольцевым расположением радиатора охлаждения, наподобие использовавшихся в бомбардировщиках «Юнкерс», отсутствие воздухозаборника маслорадиатора, расположенного в развале блока цилиндров, или расположение маслобака – подкос моторамы был просто пропущен сквозь емкость бака.
При этом мощь вооружения Fw.190D понизилась – для улучшения летных характеристик избавились от крыльевых пушек, сохранив 20-мм МG 151 и два 13-мм пулемета МG 131, часть машин, оснащенных мотором Jumo-213-С, получила также установленную в развале цилиндров 30-мм пушку МК-108.
По некоторым мнениям, Fw.190D стал лучшим немецким истребителем Второй мировой. Однако его подвела необходимость в равной степени эффективно действовать на различных театрах военных действий, отличавшихся различным условиями и противостоять. В итоге «Фокке-вульф», имея высокие скоростные данные, в боях на виражах на малых высотах на Восточном фронте, как правило, уступал в маневренности Якам и «Лавочкиным», в то же время на больших высотах он не имел существенного преимущества перед высотными скоростными самолетами союзников – такими как американские «мустанги» на Западном направлении.
Еще одной задачей, поставленной перед самолетом К. Танка, стала замена уже не соответствующего требованиям бомбардировщика Ju.87. Решить ее был призван созданный на базе истребителя фронтовой бомбардировщик Fw.190G. Для этого вооружение самолета было сокращено до двух 20-мм пушек, но при этом самолет оборудовали подфюзеляжным держателем, рассчитанным на одну 250– или 500 кг или четыре 50 кг бомбы, дополнительно под крыльями могли подвешиваться два 300-литровых топливных бака. Позже самолет получил новые подкрыльевые держатели, приспособленные для подвески как топливных баков, так и авиабомб. На подфюзеляжный держатель могла быть подвешена бомба весом 250–500 кг, на поздних вариантах – до 1 тонны. Встречаются упоминания о применении и бомб SC.1800 массой 1,8 тонны. Существенным преимуществом самолета была способность вести воздушный бой, освободившись от груза бомб. Правда, с полной нагрузкой самолет был достаточно неповоротлив, кроме того, в большинстве случаев на Fw.190G перевооружали части, ранее укомплектованные «штуками», пилоты которых не обладали навыками воздушного боя. Тем не менее самолет, имеющий в сочетании с высокими скоростными данными бомбовую нагрузку более 1000 кг, оказался достаточно эффективным. Невысокая точность бомбометания компенсировалась применением бомб большого калибра и кассетных боеприпасов с большой площадью поражения. Количество выпущенных в бомбардировочном варианте «сто девяностых» составило.
В 1942 году на вооружение люфтваффе поступил и «штурмовой» вариант самолета К. Танка. Модификация Fw.190F отличалась в первую очередь усиленным бронированием основных элементов конструкции – двигателя, топливных баков и кабины пилота. Самолет оборудовался подфюзеляжным держателем для 250– или 500-кг бомбы и четырьмя подфюзеляжными ETC-50 (для бомб массой по 50 кг). Бортовое вооружение состояло из двух пушек МG 151/20 и пары пулеметов 7,9-мм МG 17 или 13-мм МG 131. Кроме того, на подкрыльевых узлах могли подвешиваться дополнительно две 30-мм пушки МК-103 или до 14 неуправляемых реактивных снарядов для атаки наземных целей и бронетехники.