Хотя он и не строился в таких количествах, как более поздний Bf 109G и фактически исчез из фронтовых частей к концу 1942, когда только 90 самолетов осталось в строю первой линии истpебительных сил, Bf 109F использовались практически каждой известной немецкой истpебительной эскадpой на трех главных фронтах, и на нем летало в середине войны большинство самых известных асов.
В начале 1941 штаб эскадры и III/JG 26 получили Bf 109F-2 и коммодор Адольф Галланд немедленно начал увеличивать свой список побед. Первого апреля он со своим ведомым обер-фельдфебелем Робертом Менге (погиб 14.06.41 с 18-ю подтвержденными победами) перелетел из Дюссельдорфа в Брест, остановившись в Ле Токе для пробного вылета над Южной Англией, при выполнении которого каждый пилот, по их словам, сбил по Spitfire. Пятнадцатого апреля Галланд заявил трех сбитых Spitfire во время вылета в паре с обер-фельдфебелем Гансом-Юргеном Вестфалем над Дувром.
Нападение на СССР под кодовым наименованием Barbarossa на фронте протяженностью более 3200 км началось 22.06.41 в 3 часа 15 минут.
Для прикрытия были выделены четыре Luftflotte:
Luftflotte 5 в Северной Hорвегии под командованием генерал-полковника Ганса-Юргена Штумпфа; истpебительные части состояли из 13 штаффелей JG 77 с Bf 109Е
Luftflotte 1 на севере СССР под командованием генерала Альфреда Келлера; включал JG 54 майора Иогана Траутлофта с тремя группами Bf 109F и несколькими Bf 109Е
Luftflotte 2 генерал-фельдмаршала Альберта Кессельринга с большими истpебительными силами был выделен для центра СССР: JG 27 майора Вольфганга Шелмана с двумя группами Bf 109F, JG 51 под командованием Мельдерса с Bf 109F, JG 53 Pik As майора Гюнтера фон Мальцана, включавшая три группы Bf 109F
сектор юг СССР-Крым являлся зоной ответственности Luftflotte 4 генерала Александра Лера; истpебительные части включали JG 3 Udet майора Гюнтера Лютцова с тремя группами Bf 109F. Другими частями на этом фронте были две группы JG 52 под командованием майора Ганса Трубенбаха и две группы из JG 77 с I/LG 1 подчиненные майору Готхарду Хандрику. Все эти части были вооружены Bf 109E
За время первых полных суток боевых действий были заявлены уничтоженными не менее 1811 советских самолетов при потере 32 самолетов Luftwaffe, причем все, кроме 322 советских машин, были уничтожены на земле. Немецкие истpебительные группы сохранили этот высокий темп, заявив 114 побед только за 30 июня.
Всех значительно опережала JG 51 Мельдерса. Мельдерс лично заявил 5 самолетов его с 78-го по 82-й сбитые. Капитан Герман-Фридрих Жоппье и лейтенант Генрих Бер также заявили по 5 побед и JG 51 стала первой эскадрой, зарегистрировавшей 1000 побед с начала 2-й Мировой войны. В тот же самый день пилоты из JG 54 заявили об уничтожении 65 советских бомбаpдиpовщиков в районе Дюна-Брюккен, а 1-го августа обер-лейтенант Шольц сбил 1000-ю жертву эскадры; из этого числа 623 самолета были советскими. JG 53 Pik As заявила свою 1000-ю победу днем ранее, а 15-го августа 3 победы обер-фельдфебеля Ганса Штекмана из III/JG 3 Udet позволили его эскадре войти в "Тысячный Клуб". Hемецкие летчики-истpебители так оседлали волну победы, что она казалась им нескончаемой.
Тем временем на побережье Ла-Манша только две истpебительные эскадры остались лицом к лицу с RAF. Это были элитная JG 26 Schlageter и JG 2 Richthofen. JG 2 объединяла три группы с Bf 109F-1 и F-2, I/JG 26 действовала на F-4, а смешаная III/JG 26 располагала F-2 и F-4. II/JG 26 получила первые Fw 190A-1. К этому времени обер-лейтенант Иозеф "Пипс" Приллер, командир 1/JG 26, ставший позднее коммодором эскадры, с завидным постоянством отмечал победы. В июне 1941 он заявил 8, а в июле 12 сбитых. Одним из них был Spitfire V из 72-го дивизиона RAF, пилотировавшийся сержантом В.М. Ламбертоном. Приллер попал по двигателю и кабине, вынудив Ламбертона выброситься с парашютом. Это была 40-я победа Приллера, обошедшаяся ему в 125 патронов к пулемету и 76 снарядов к пушке. Бой имел место 14-го июля и стал 54-й победой 1-го штаффеля, 162-й I-й группы и 643-й для эскадры.
Первый Bf 109F был сбит над Англией вечером 11.05.41 сержантом 91-го дивизиона RAF, летавшем на Spitfire Vb (W3126). Ровно через год после первого экспериментального вылета новой модификации Bf 109 RAF добыли его первый летный экземпляр, когда капитан Рольф Пингель, командир I/JG 26 был вынужден посадить свой F-2 на брюхо неподалеку от Дувра после повреждения двигателя. Самолет быстро восстановили и испытали в полете в Королевском авиационном институте в Фарнборо, но вскоре полностью разбили при аварии.
Первый из многих четырехмоторных бомбаpдиpовщиков, уничтоженых JG 26, был сбит 18-го июля, когда фельдфебель Эрнст Якель из 2/JG 26 уничтожил английский Stirling неподалеку от Кентского побережья; во время боя Якель расстрелял 96 пушечных снарядов и 679 патронов от пулеметов.
В ночь 12/13.02.42 немецкие линкоры Scharnhorst и Gneisenay водоизмещением по 26000 т, вместе с 10000 т тяжелым крейсером Prinz Eugen в сопровождении семи эсминцев и множества мелких эскортных кораблей, начали свой легендарный прорыв Channel Dash (Бросок через канал) из Бреста к надежным якорным стоянкам Киля и Вильгельмсхафена. Для прикрытия этой операции Галланд, назначенный генерал-инспектором истребительной авиации, имел в своем распоряжении 252 истpебителя. JG 2 насчитывала 90 Bf 109F-4. III/JG 26 имела почти 30 F-4, а остальная часть этой эскадры действовала на Fw 190A-2. На базах JG 1 в Кильской бухте насчитывалось 60 Bf 109F-4 и еще 12 самолетов предоставила истребительная школа в Париже. Для действий в сумерках и на рассвете были выделены 30 ночных истpебителей Bf 110. Операция под кодовым обозначением Thunderbolt (Удар грома) ознаменовалась успехом для Luftwaffe и Kriegsmarine; в ходе почти непрерывного сражения над морским соединением 13 самолетов RAF были записаны как уничтоженные вероятно и 49 как сбитые наверняка.
Директивой от 10.03.42 командующего Luftflotte 3 генерала Гуго Шперле было определено формирование истpебительно-бомбаpдиpовочных штаффелей, входящих в JG 2 и JG 26, что являлось простым урегулированием существующей ситуации формально 10(Jabo)/JG 2 под командованием капитана Франка Лизендаля был сформирован 10.11.41. К 10.06.42 это подразделение заявило об уничтожении 20 судов общим тоннажем 63 000 т; его деятельность в основном была сосредоточена на торговых судах вдоль побережья Англии. С 10-го апреля по 18-е июня 10(Jabo)/JG 26, имея в то время на вооружении Bf 109F-4/В, выполнил 32 рейда. Целями являлись: суда (6), железнодорожные сооружения (8), фабрики (5), газовые заводы (2), казармы (8), портовые сооружения (2) и один вылет выполнен для поиска "целей удобного случая", записанный как разведка с бомбами. В этот период штаффелем командовал капитан Карл Плунзер. Свою первую потерю часть понесла 24-го апреля во время атаки на газометр в Фолкстоне. Фельдфебель Ганс-Юрген Фрелих, ведомый обер-лейтенанта Ганса Рагоци, точно сбросил две SC 250 и выходил из атаки, когда его самолет был серьезно поврежден зенитками. В июне, когда истpебительно-бомбаpдиpовочные штаффели перевооружили на Fw 190A, их действия стали серьезной угрозой моральному духу гражданского населения, так как перехват был практически невозможен даже с введением утомительных позиционных патрулей истpебителей RAF. Эти рейды типа hit & run (ударил и удрал) продолжались до последних месяцев 1942, когда штаффели расформировали из-за настоятельной необходимости в истребителях-перехватчиках. В некоторой степени их деятельность приняли на себя специализированные части, но это выходит за рамки данного выпуска.
В декабре 1941 года Luftflotte 2 был переброшен из СССР в Средиземноморье с целью окончательного устранения угрозы маршруту снабжения Североафриканского фронта, подавления удерживаемой Британией крепости Мальта и изгнания вооруженных сил Британии и стран Содружества из Северной Африки и Западной Сахары. В полном составе JG 53 Pik As и II/JG 3 Udet заняли позиции на передовых аэродромах в Сицилии, где оставались до мая 1942; последняя группа и I/JG 53 были затем возвращены в СССР, в то время как III/JG 53 присоединилась в Африке к трем группам JG 27.
В рядах 3/JG 27 находился молодой пилот, который, возможно, был самым выдающимся из всех летавших на Bf 109F лейтенант Ганс-Иоахим Марсель, которому к дню его гибели 30.09.42 приписывали 158 воздушных побед. Споры вокруг удивительного числа побед, заявленных этим офицером, бушевали последние 20 лет, но даже если детали его карьеры были искажены с пропагандистскими целями, можно не сомневаться, что он был прирожденным летчиком-истpебителем, добившимся выдающегося числа побед за очень короткий период. Один из самых известных его боев был проведен 3-го июня, когда он, будучи обер-лейтенантом и командиром 3/JG 27, заявил 6 сбитых за 11-минутное сражение с группой Р-40 из 5-го дивизиона SAAF, возглавляемого грозным майором Джоном Е. Фростом. SAAF позже признали потерю пяти Р-40 в этом поединке. Марсель тогда пилотировал Bf 109F-4/Trop, "желтый 14", который, как считают, имел заводской N.5237. Спустя три дня он был награжден Дубовыми Листьями к Рыцарскому Кресту.