Опытный образец Не 176V1 был готов к лету 1938 г., но из соображений секретности испытания решили проводить не на заводском аэродроме в Мариэне, а в исследовательском центре Пенемюнде на о. Узэдом. Там провели стендовые испытания двигателя, но при попытке начать рулежки столкнулись с проблемой — ведь конструкция ЖРД Вальтера, так же, как и двигателя фон Брауна, не позволяла регулировать ни тягу, ни продолжительность работы. То есть, запустив двигатель, приходилось ждать полного выгорания заправленного топлива! Из этой ситуации решили выйти интересным способом. На остров специально доставили мощный легковой автомобиль «Мерседес», развивающий максимальную скорость более 170 км/ч. Не 176 буксировали за автомобилем, но скорость этой парочки по относительно неровному грунтовому аэродрому не превышала 120 км/ч, чего было явно недостаточно. А когда буксировку попытались провести на ровном песчаном пляже, тяжелый «Мерседес» просто увяз в песке. Пытались рулить с включенным ЖРД, но безуспешно. Наступившая зима прервала испытания, но это время было использовано Вальтером для совершенствования двигателя. Теперь пилот получил возможность включать и выключать его.
Весной 1939 г. испытания Не 176V1 возобновились. К июню было выполнено 38 подскоков — скоростных пробежек с кратковременным отрывом от земли. Наконец, 20 июня 1939 г. проводивший испытания флюгкапитан Эрих Варзиц (Erich Warsitz) решился на первый полноценный полет. Поскольку уверенности в успехе не было, Варситц решился взлететь на свой страх и риск, не поставив в известность Хейнкеля и даже написав завещание. Но все обошлось благополучно, и Варзиц вошел в историю как первый в мире человек, совершивший полет на самолете с ЖРД — пусть этот полет и продолжался всего 50 секунд. На следующий день в Пенемюнде прибыла представительная делегация люфтваффе, возглавляемая Эрнстом Удетом (Ernst Udet). Варзиц продемонстрировал Не 176V1, но особого впечатления его полет не произвел — Удет не воспринял аппарат всерьез, обозвав его «летающим примусом». Дальнейшие испытания Не 176V1 вообще запретили. Правда, дважды удавалось добиться отмены этого запрета. В ходе испытаний самолету, рассчитанному на скорости до 1000 км/ч, удалось развить лишь 345 км/ч. 3 июля 1939 г. в Рехлине самолет продемонстрировали Гитлеру. На фюрера произвел впечатление не только сам факт полета новейшего самолета, но и мужество пилота, управлявшего им. Несколькими днями позже Варзиц был вызван на личную беседу с Гитлером. Однако большие надежды, которые Хейнкель возлагал на эту встречу, не оправдались. Фюрер мало интересовался развитием реактивной авиации и ограничился распоряжением о крупном денежном вознаграждении летчика-испытателя. 12 сентября 1939 г. испытания Не 176V1 были окончательно запрещены, а сам самолет впоследствии поместили в берлинский музей авиации, где он и был уничтожен во время одного из налетов союзников.
Идеи Боймкера отнюдь не пользовались безоговорочной поддержкой даже среди подчиненных — реактивная авиация находилась ещё в эмбриональном периоде. Конструкторы только-только нащупывали возможные пути её развития, и далеко не все были согласны с тем, что классическая аэродинамическая схема является подходящей для принципиально новой силовой установки. В числе оппонентов Не 176 был заместитель Боймкера — доктор Лоренц (Lorenz). По его мнению, для самолетов с ЖРД оптимальной была схема «бесхвостки» — она позволяла без проблем устранить влияние струи раскаленных газов на элементы планера. Оценки Лоренца были подтверждены двумя независимыми группами исследователей в DFS и Геттингенском университете. Это придало уверенности Лоренцу, ещё до начала испытаний Не 176 настаивавшему на выдаче заказа на реактивный самолет схемы «бесхвостка». По мнению Лоренца, слишком консервативная компоновка Не 176 не позволяла в полной мере реализовать преимущества новой силовой установки.