Но ближайшее будущее показало, что надежды фюрера на Me-262 не оправдались. Когда союзники начали высадку в Нормандии, серийный вы пуск «Schwalbe» еще только разворачивался.
Пока колебалась чаша весов, на которой лежала судьба Do-335, успели закончить первый прототип. Первоначально его предполагалось сделать в соответствии с проектом Р.231/2, одна ко выяснилось, что разработанный капот переднего двигателя слишком тесный. Поэтому для двигателя спешно разработали кольцевидный радиатор. Из-за этого радиатора внешне могло показаться, что самолет оснащен звездообразным двигателем.
Именно так выглядел первый прототип Do-335V1 (CP+UA, W.Nr. 230001), который был готов к полетам в сентябре 1943 года. 26 октября само лет впервые поднялся в воздух с заводского аэродрома во Фридрихсхафене. За полетом наблюдали генерал бомбардировочной авиации Пельц и полковник Петерсен из исследовательского отдела базы в Рехлине. На обоих офицеров новый самолет произвел благоприятное впечатление. Пилотом, совершившим первый полет на Do 335, был флюгкапитан Ганс Дитерле — главный летчик-испытатель фирмы Dornier. Дитерле прославился тем, что 30 марта 1939 года поставил мировой рекорд скорости, развив на прототипе Не-100V8 скорость 746,606 км/ч.
Do-335V1 был одноместным низкопланом цельнометаллической конструкции. Трехточечное шасси с носовой опорой убиралось в полете. На само лете стояли два мотора DB603A-1 стартовой мощностью 1750 л.с./1288 кВт. Первый прототип «Pfeil» не нес вооружения. Необычной для того времени была система эвакуации пилота. Из-за расположенного сзади пропеллера и массивного хвостового оперения, покинуть кабину в полете традиционным способом пилот практически не мог. Хотя самолет и имел систему аварийного сброса заднего пропеллера и хвостового оперения, она чаще отказывала, чем срабатывала. Поэтому самолет оснастили пневматической катапультой. Чтобы аварийно покинуть самолет, пилот должен был по очереди нажать три кнопки, расположенные справа от его кресла. Первая кнопка включала механизм отстрела заднего винта, вторая — механизм отстрела хвостового оперения, а третья включала саму катапульту. Нажав три кнопки, пилот должен был дернуть два рычага. Один рычаг сбрасывал фонарь кабины, а второй — спускал катапульту.
Do-335 был вторым немецким и третьим в мире (после Не-219 «Uhu» и шведского Saab J-21) самолетом с поршневыми двигателями, оснащенным катапультой. В этой области за немца ми был несомненный приоритет. Именно пилоты люфтваффе первыми опробовали катапульту в боевой обстановке. 11 апреля 1944 года унтер-офицер Гертер и ефрейтор Пербикс из 2./NJG 1 с помощью катапульты покинули свой подбитый Не 219. На земле обоих пилотов ожидал приятный сюрприз. Профессор Хейнкель выплатил обоим премию в размере 1000 марок.
Первый полет «Pfeil» прошел успешно. Себя обнаружили лишь не сколько мелких недостатков, их быстро устранили. Летные качества самолета оценили высоко, хотя пилот жаловался на неустойчивость самолета в горизонтальном полете. Эффективность хвостового оперения тоже оставляло желать лучшего.
Два следующих полета провели 2 ноября 1943 года. В первом полете самолетом управлял инженер Вернер Альтрогге, который прежде чем стать испытателем летал над Великобританией на высотном разведывательном самолете Ju-88R. Другой полет провел Квенцлер.
Все последующие полеты прототипа проводили эти три пилота: Альтрогге, Квенцлер и Дитерле. Полеты про водились главным образом в Erprobungsstelle Rechlin. В ходе четвертого полета прототип развил скорость 600 км/ч на высоте уровня моря. Выяснилось, что машина сравнительно не сложна в пилотировании, даже только при одном работающем двигателе. Было отмечено, что на толкающем винте самолет летит быстрее, чем на тянущем. На одном винте самолет развивал скорость до 560 км/ч.
Проявлялись новые недостатки машины. Главную проблему представляло недостаточное охлаждение заднего мотора. Отмечалось самопроизвольное складывание стоек шасси. Часто это приводило к задержкам в программе испытаний. Этот недостаток отмечался даже у предсерийных машин. Другую проблему составляла не достаточная устойчивость самолета в горизонтальном полете. Это обязательно сказалось бы на точности огня. Самолет хорошо слушался элеронов, чего нельзя было сказать о хвостовом оперении. Особенно низкая эффективность отмечалась у руля высоты. Имевшиеся триммеры практически не оказывали влияния на работу рулей и начинали ощущаться только при одном переднем работающем двигателе. Тем не менее, самолет получил высокую оценку. Была высказана надежда на то, что обнаруженные недостатки вскоре будут устранены.
После того, как прототип хорошо себя показал в воздухе, в ноябре 1943 года Мильх предпринял очередную попытку склонить Гитлера к прямой поддержке проекта. При этом Мильх умело играл на желании фюрера обзавестись скоростным бомбардировщиком. В своих докладах он подчеркивал тот факт, что Do-335 может брать до 1000 кг бомб, в то время как Me-262 — не более 500 кг. К сожалению, фюрер не внял доводам генерал-инспектора. Его любимая «ласточка» по прежнему имела безусловный приоритет. Одна ко, принимая во внимание успешные полеты прототипа, Дорнье разрешили построить еще 14 прототипов, десять предсерийных самолетов Do-335A-0, 12 серийных Do-335A-1, а также три двухместных учебных машины. Для фирмы это означало поражение. Сам Дорнье надеялся, что удастся получить более крупный заказ. Однако горевать об упущенных возможностях не следовало. Нужно было извлечь максимум пользы из сложившейся ситуации. Существовал шанс, что после того, как удастся устранить главные недостатки конструкции, чиновники из RLM будут более благосклонно смотреть на «Pfeil». Тем более, что со «Schwalbe» начались проблемы. С 19 ноября 1943 года прототип Do-335 проходил испытания в люфтваффе, но уже 22 ноября самолет получил повреждения и был отправлен в ремонт. Позднее машину оснастили двигателями DB-603E и продолжили испытания.
Тем временем, к полетам подготовили второй прототип — Do-335V2 (CP+UB, W.Nr. 230002). 31 декабря 1943 года его облетал Дитерле. От первого прототипа второй «ферзух» отличался некоторыми деталями. Прежде всего из-под фюзеляжа убрали воздухозаборник маслорадиатора, сам же маслорадиатор объединили с кольце видным радиатором вокруг переднего двигателя. Стойки главного шасси по лучили крышки новой формы.
Несмотря на все успехи Do-335, Гитлер продолжал рассматривать самолет лишь в качестве резервного проекта. Тем временем, на встрече А. Галланда, Кнемайера и Дизинга из цент ра в Рехлине с Дорнье прозвучало намерение провести унификацию всех модификаций самолета. Как в варианте тяжелого истребителя (Zerstoerer), так и в варианте скоростного бомбардировщика (Schnellbomber) Do-335 должен был иметь одну и ту же конструкцию, что, фактически, означало создание универсального самолета, способного решать самый широкий круг задач. Разница между двумя модификациями могла заключаться лишь в дополнительном оборудовании. На пример, истребитель можно было бы оснастить устройством впрыска смеси воды с метанолом (GM-1), позволявшим кратковременно форсировать двигатель. Галланд предложил предусмотреть возможность установки в крыльях двух 30-мм пушек МК-103. Do-335V2 какое-то время даже летал с макетами этих пушек, однако дальнейшую работу в этом направлении начали вести лишь на Do-335V13, прототипе Do-335B.
Меньше чем через месяц после первого полета Do-335V2 к нему присоединился Do-335V3 (CP+UC, W.Nr. 230003), облетанный 20 января 1944 года. Он мало отличался от второго прототипа. Его особенность заключалась в измененной конструкции выхлопных патрубков, а также в новой форме передней кромки крыла у его основания. Кромку заострили, что должно было улучшить поведение самолета при посадке. Как V2, так и V3 имели на фонаре каплевидные выступы, в которых находилось зеркало заднего вида. Необычным способом была решена проблема открытия фонаря. В Do-335V1 и всех остальных прототипов фонарь откидывался вправо. У Do-335V3 фонарь оснащался специальной рамой, с помощью которой сначала поднимался немного вверх, а затем отводился назад. Однако такое приспособление кроме удобства значительно усложняло и удорожало конструкцию самолета, поэтому от него пришлось отказаться. Do-335V3 по том использовался при создании разведывательной модификации самолета — Do-335A-4.