Следующая модификация оказалась последним серийно строившимся вариантом «сто девятого». Появление Bf 109К, или «Курфюрста», было обусловлено политикой «истребительного штаба», стремившегося удержать хорошо отработанный истребитель в массовом производстве, но при этом свести до минимума количество модификаций и субмодификаций. Предполагалось, что основным вооружением самолета станет 30-мм пушка МК 108, а система MW 50 будет стандартным оборудованием. Кроме того, ставилась задача облагородить аэродинамические формы, добившись увеличения скорости не менее чем на 35 км/ч. Для снижения расхода металлов началось проектирование деревянного крыла. Одним из важнейших новшеств стала установка пушек в крыле, что позволило отказаться от портивших аэродинамику подкрыльевых контейнеров.
К началу 1944 г. в конструкторском бюро «Мессершмитта» параллельно работали сразу над четырьмя модификациями «Курфюрста»: К-0 и К-2 с обычными кабинами, а также К-1 и К-3 с гермокабинами. При этом предусматривалось создание подвариантов с различным составом вооружения и дополнительного оборудования. Словом, унифицировать самолет «по-хорошему» не получалось. В такой ситуации «истребительный штаб» дал указание прекратить разработку всех вариантов в пользу нового – Bf 109К-4. Эта машина комплектовалась мотором DB 605D. Вооружение в исходном варианте состояло из 30-мм мотор-пушки МК 108 и двух 13,2-мм синхронных пулеметов MG 131. Предусматривалась дополнительная установка двух пушек MG 151/20 в крыле (боекомплект 135 снарядов на ствол). Также, в отличие от «Густава», на «Курфюрсте» применили улучшенную систему охлаждения двигателя, более производительные маслорадиаторы, более совершенные реактивные выхлопные патрубки, улучшили форму сопряжения крыла с фюзеляжем, сделали более гладкой верхнюю поверхность крыла и аэродинамически облагородили капот двигателя.
Поставки серийных Bf 109К-4 начались осенью 1944 г. «Планов громадье» предусматривало производство до марта 1946 г. 12 700 «Курфюрстов», причем на смену Bf 109К-4 должна была прийти Bf 109К-6 со штатным трехпушечным вооружением, а впоследствии – еще более «продвинутые» модификации. К весне 1945 г., в частности, помимо Bf 109К-6, на испытания вышел разведчик Bf 109К-8 с аэрофотоаппаратом и вооружением из одной пушки МК 108 (боекомплект 45 снарядов).
Также испытывался высотный Bf 109К-14 с двигателем DB 605L. В марте 1945 г. эта машина с включенным устройством MW 50 продемонстрировала на высоте 12 ООО м скороподъемность 5,5 м/с – вдвое больше, чем стандартный Bf 109К-4 при той же массе. Но действительность оказалась гораздо прозаичнее. До конца ноября 1944 г. промышленность сдала 534 Bf 109К-4 вместо 2895, требовавшихся по плану. А с декабря 1944 г. до конца апреля 1945 г. было изготовлено еще около 1200 таких самолетов.