Первый предсерийный Не-111В-0 (Werk Nr. 1431) выполнил первый полет с аэродрома Росток-Мириенхе в марте 1936 г. Он и шесть последующих самолетов были оснащены двигателями Даймлер-Бенц DB-600A мощностью по 950 л.с. Позже их переоснастили моторами DB-600G мощностью 1050 л.с. Серийное производство началось в Ростоке летом 1936 г. Первый серийный бомбардировщик поступил в испытательный центр люфтваффе в Рехлине в конце 1936 г. Четвертый Не-111В-0 (Werk Nr. 1434, D-ARAU) был оснащен внешними бомбодержателями, самолет разбился в Рехлине 24 марта 1937 г. Седьмой Не-111В-0 (Werk Nr. 1437) использовался для летных испытаний 1100-сильных двигателей DB-601.

Не-111В-0 был вооружен тремя пулеметами Рсйнметалл-Борзиг MG-15 калибра 7,92 мм на установках A-Stand, B-Stand, C-Stand. С выпущенной корзиной нижней стрелковой точки максимальная скорость самолета падала до 309 км/ч. Корзина опускалась только в случае вероятной атаки истребителей противника. В бомбоотсеке можно было разместить до 1500 кг бомб.

Размеры Не-111В-0 соответствовали размерам Не-111А-0: размах крыла 22,6 м, длина - 17,5 м, высота 4,2 м. Масса пустого - 5800 кг, взлетная - 8600 кг. Максимальная скорость Не-111В-0 составляла 370 км/ч на высоте 4000 м, крейсерская скорость - 340 км/ч, практический потолок 7000 м, дальность полета - 1065 км. В крыльевых баках помещалось 2425 л бензина В4 с октановым числом 87. Экипаж - четыре человека: пилот, штурман-бомбардир, стрелок-радист, воздушный стрелок.

Эксплуатационные испытания в Рехлине выявили ряд проблем самолета. Военные рекомендовали изменить расположение радио- и навигационного оборудования, скорректировать углы отклонения элеронов для улучшения управляемости. По результатам испытаний было принято решение о заказе фирме Хейнкель 50 бомбардировщиков Не-111В-1 с началом серийного производства в конце 1936 г. Серийное производство, в дополнение к заводу Хейнкель в Ростоке-Мириенеэ, было решено развернуть на заводе в Ораниенбурге, что северо-западнее Берлина. Выпуск по лицензии был также начат фирмой Норддойчен Дорнье-Верке в Висмаре, фирмой ATG в Лейпциге и фирмой Арадо Бранденбург в Хавеле. Первой бомбардировщики Не-111 получила эскадра KG-154 "Boelcke" (позже обозначение было изменено на KG-27). KG-154 базировалась на аэродроме Ганновер-Лангенхаген, первые Не-111В-1 прибыли сюда в начале 1937 г. На первых серийных Не-111В-1 стояли моторы DB-600C мощностью 850 л.с.

В мае 1937 г. завод в Ораниенбурге перешел на выпуск самолетов Не-111В-2, другие заводы переключились на новую модификацию в июне 1937 г. Не-111В-2 внешне почти идентичен Не-111В-1, но на нем стояли моторы DB-600CG. Двигатели отличались индивидуальными выхлопными патрубками, в то время как на двигателях Не-111В-1 стояли выхлопные коллекторы. В носках крыла справа и слева от мотогондол смонтировали дополнительные радиаторы двигателей. На Не-111В-2 с целью улучшения обзора изменили остекление кабины штурмана и установили носовую турель шарового типа Икария GD-A 1114с увеличенным сектором обстрела.

Максимальная скорость Не-111В-2 составляла 370 км/ч на высоте 4000 м, крейсерская скорость возросла с 365 км/ч поздних Не-111В-1 до 369 км/ч.

Пять заводов к началу 1938 г. построили порядка 300 Не-111В-1/В-2. Немцы направили несколько Не-111В в Испанию в начале 1937 г. Бомбардировщики состояли на вооружении двух стаффелей KG-88, бомбардировочного элемента легиона «Кондор».

Гражданская война в Испании завершилась в марте 1939 г., в Германии к этому времени Не-111В использовались в качестве учебно-тренировочных. В части первой линии поступали более совершенные варианты Не-111. К ноябрю 1941 г. заводом Везер-Флюгцугбау было доработано в учебно-тренировочный вариант путем установки двойного управления 210 уцелевших Не-111В.

Не-111 В-I (25-2) сфотографирован на аэродроме в Испании, конец 1936 г. или начало 1937г. Задняя стрелковая точка закрыта чехлом черного цвета. Номера бомбардировщиков Не-111, поступивших на вооружение ВВС испанских националистов, начинались с кода «25». В Испании самолет Не-111 получил прозвище «Педро», на этой машине его написали белой краской в носу фюзеляжа. Бомбардировщики Не-111 В находились на вооружении двух стаффелей К/88 (Kampfgruppe) легиона «Кондор».