Как уже говорилось выше, одной из серьезных причин, вызвавших задержку в появлении Me 109F, стали трудности с доводкой и налаживанием серийного производства двигателя DB 601E; Эта проблема заставила конструкторов уже на ранних этапах проектировочных работ использовать в качестве альтернативы двигатель DB 601N. Главная разница между моторами типов «Е» и «N» заключалась в мощности. Мотор DB 601E развивал мощность 1350 л.с., что на 175 л.с. больше, чем DB 601N — 1175 л.с. Ценой, за которую покупалась мощность, были несколько худшие высотные характеристики — двигатель DB 601E развивал пиковую мощность на высоте 4800 м, в отличие от 5200 м у DB 601N. Выпуск моторов DB 601N небольшой серией начали в первой половине 1940 году, числа выпущенных моторов не хватало для того, чтобы накопить резерв для нового истребителя. До мая 1940 года было выпущено 79 двигателей DB 601А и Е, причем моторы «Е» составляли едва ли два десятка. Немногим лучше обстояло дело и с DB 601N, за тот же период их собрали всего 40 штук. В отношении «Эмиля» этого числа моторов хватило только на то, чтобы оснастить необходимые прототипы. Для сравнения, за первую половину 1940 года все моторостроительные заводы суммарно произвели 7699 моторов DB 601A.
Для работ над «Фридрихом» на первом этапе (фюзеляж и крылья) использовали две экспериментальные машины: Me 109V22 (W.Nr. 1800, D-IRRQ, СЕ+ВО) и Me 109V23 (W.Nr. 1801, D-ISHN, CE+BP). Оба самолета были изначально собраны в соответствии со стандартом Me 109F, и первоначально между ними не было различий. Но в конце на Me 109V23 установили двигатель DB 601E, в то время как его близнец остался с DB 601A.
На поздней стадии к программе подключили еще два прототипа: Me 109V24 (W.Nr. 1929) и Me 109V25 (W.Nr. 1930, D-IVKC). Обе машины имели новые крылья с округлыми концами, но в остальном между прототипами имелись заметные различия. На V24 установили новую систему охлаждения масла — убрали стандартный маслорадиатор под двигателем, а сам двигатель оснастили капотом, заходящим на заднюю часть обтекателя втулки винта. На V25 тоже практиковались какие-то новшества, но о них нет информации. Общей чертой обоих прототипов был обтекатель втулки винта, «позаимствованный» у Me 210. Этот обтекатель станет стандартным для Me 109F и G.
На первой стадии работ перечисленные машины еще не рассматривались в качестве прототипов «Фридриха», а выступали в качестве экспериментальных истребителей. На них отрабатывался переход на новый двигатель. Первая пара прототипов (V22 и V23) была собрана с нуля, а вторая пара (V24 и V25) представляла собой переделанные «Доры».
