В конце 1938 г. завод в Штутгарте наконец-то наладил выпуск двигателей DB 601А максимальной мощностью 1100 л.с. Оснащенный ими «церштерер» получил обозначение Bf 110С. В соответствии с очередным планом производства самолетов для люфтваффе, к весне 1942 г. следовало построить 990 таких машин. Вооружение осталось прежним, но в конструкцию новой модификации «Мессершмитта» внесли ряд изменений. В частности, обводы мотогондол стали более плавными, без выступающих радиаторов, которые перенесли в обтекатели под крыло. Изменили конструкцию ниш основных опор шасси, и теперь колеса убирались в них полностью (на Bf 110В они частично выступали). Законцовки крыла «срезали», уменьшив его размах и площадь. Скорость машины сразу выросла – Bf 110С-0 развивал 538 км/ч. Однако конструкторам не удалось обеспечить требуемую дальность полета. Согласно различным источникам, у Bf 110С-1 она составляла 800-1000 км, т.е. всего 40-50% от требуемой.
Производство Bf 110С начали с десяти предсерийных Bf 110С-0, выпущенных в Аугсбурге в феврале 1939 г. Затем настал черед массовой модификации Bf 110С-1, которую выпускали до февраля 1940 г.
С первым массовым вариантом «сто десятого» связана шпионская история. После упомянутого визита генерала Виллемина французская разведка была буквально «поставлена на уши», пытаясь раздобыть как можно более подробную информацию о Bf 110, а в идеале – заполучить экземпляр самолета. Ближе всех к этой цели подошел начальник разведки ВВС п-к Андре Серо (Andre Serot). Ему удалось завербовать некоего Франца Ксаверия Эттиля (Franz Xaver Ottil), бывшего пилота люфтваффе, уволенного с военной службы за «недисциплинированность» (бравый пилотяга разбил свой Hs 123 во время полета над родной деревней в стиле: «Папа, мама, глядите, как я умею!»). Эттиль устроился стартовым механиком на авиазаводе в Аугсбурге и получил задание угнать Bf 110 во Францию. 10 мая 1939 г. во время обеденного перерыва он занял место в кабине самолета Wr.Nr. 979 и взлетел. Примерно в 40 км от Аугсбурга его ожидал сообщник – родной брат Иоганн с канистрами бензина, поскольку самолеты на заводском аэродроме заправляли небольшим количеством топлива, и до Франции его не хватало. Совместными усилиями братья дозаправили «Мессершмитт» и дальше отправились уже вдвоем. Пока все шло по плану, но тут в дело вмешалась погода. После пересечения границы с Францией самолет попал в полосу низкой облачности и тумана. Когда Эттиль пытался найти место для посадки, «Мессершмитт» врезался в холм и взорвался. Оба брата погибли, а французской разведке достались лишь обгоревшие обломки самолета.