Новый Ме-110G-2/R3 был создан на базе Ме-110G-2 и имел бомбодержатели ЕТС 500 под фюзеляжем, которые могли заменяться на две пушки МG 151.
Следующая модификация Ме-110G-2/R4 объединила два варианта сменного вооружения (то есть одну 3,7-см пушку, две 30-мм пушки и две 20-мм пушки).
Другими моделями серии «G», выпускаемыми параллельно с «G2», были Ме-110G-3 – истребитель, разведчик дальнего действия и Ме-110G-4 – ночной истребитель. Ме-110G-3 был запущен в серийное производство в июле 1943 г. Он имел фотокамеру Rb 50/30 и камеру Rb 70/30. Переднее вооружение самолета состояло их четырех 7,9-мм пулеметов. Задний пулемет был усилен вмонтированной под фюзеляжем 20-мм пушкой. Была предусмотрена подвеска двух 300-литровых топливных баков под плоскостями. В полном снаряжении самолет развивал скорость 560 км/ч на высоте 5800 метров. Дальность полета составляла 900 км. Несколько истребителей-разведчиков имели две пушки MK 108 вместо четырех пулеметов MG 17 и назывались Ме-110G-3/R3.
Ночной истребитель Ме-110G-4 сошел со сборочных линий летом 1942 г. Он имел вооружение, как у «G2», и радиолокатор FuG 212 с уменьшенными антеннами, обслуживаемый третьим членом экипажа. Оборудование некоторых Ме-110G-4 дополняла приставка FuG 201, которая реагировала на сигналы британского локатора «Моника», стоявшего на английских бомбардировщиках.
Ме-110G-4/U1 комплектовался двумя 30-мм пушками MK-108, как и Ме-110F-4/U1, установленные в кабине вертикально, под углом 15°, а задний пулемет был снят. Самолеты с радаром FuG 212 обозначались как Ме-110G-4/U5.
Следующий Ме-110G-4/U6 был подобен «G4/U5», но нес еще и FuG 221а, антенная решетка которого присоединялась к антенне FuG 212 в носовой части фюзеляжа.
В феврале 1942 г. в Германии было выпущено только четыре истребителя Ме-110. Однако позднее производство увеличилось и к концу года достигло 577 машин. В 1943 г. производство Ме-110 выросло более чем на 100 %. Использование Ме-110 в роли тяжелого истребителя все больше ограничивалось. Истребители, выполняющие эту роль, остались только в группах ZG 1, ZG 76 и 13.(Z) /JG 5.
Главная ставка была на ночные истребительные подразделения. В ночных боях над Европой истребители Ме-110 показали себя с сильной стороны. Только в марте 1942 г. истребительными эскадрами было уничтожено 1600 ночных бомбардировщиков англичан. В начале 1943 г. ночные истребительные подразделения имели 15 групп с 390 боеспособными машинами, большинство из которых были Ме-110F и Ме-110G.
Однако они не были идеальными ночными истребителями. Тяжелая радарная антенна, пламегасители и внешнее вооружение сильно снижали летные данные Ме-110. У ночных истребителей сохранились даже бомбодержатели ЕТС 500, несмотря на то что с них были сняты бомбозапальные устройства и механизм сброса. Много претензий было к самолету со стороны летного состава. Для оператора радара аварийное покидание самолета становилось практически невозможным, так как его место находилось в середине кабины и было заключено в трубчатый каркас, не открывавшийся сверху. Выход и вход осуществлялись через люк стрелка сзади. Если же стрелок был убит или ранен, то оператор радара совершенно лишался возможности покинуть самолет.