В июле 1941 г. Me163V-l и V-4 (борт, код CD+IM) были отправлены в Пенемюнде, Me163V-3 развалили в ходе статических испытаний планера на прочность, a Me163V-2 (борт, код VD+EK) и Me163V-5 (борт, код GG+EA) остались в распоряжении конструкторского коллектива для проведения необходимых доработок по результатам испытаний. Вскоре из конструкторского бюро Вальтера начали поступать пригодные для установки на самолёты двигатели HWK R II-203b, развивавшие тягу в 750 кг. Липпиш, заинтересованный в дальнейшем сотрудничестве с Мессершмиттом, предложил последнему для установки на его Me262V-l пару ЖРД из числа партии, поступавшей к нему. Однако глава фирмы BFW, отличавшийся тяжёлым характером, отклонил это предложение на том основании, что пришлось бы полностью переделывать конструкцию мотогондол, а это потребует затрат дополнительных средств, что, в конечном счёте, даст незначительную экономию времени, а потому отношения между двумя конструкторами не только не улучшились, но и продолжали ухудшаться
Поступившие в Пенемюнде и Аугсбург ЖРД позволили перевести испытания Ме163 в новую стадию, и уже 13 июля начались самостоятельные полёты реактивной «дельты», в одном из которых был превышен официальный рекорд скорости. Максимальная скорость, достигнутая при взлёте с бетонированной ВПП, составляла 920 км/ч. Получить большую величину максимальной скорости не удавалось из-за того, что время работы силовой установки составляло всего 4 минуты. С целью повысить достигнутый результат, Диттмар предложил поднять полностью заправленный Ме163 на буксире на нужную высоту и запустить двигатель в полёте.
2 октября 1941 г. Диттмар взлетел на буксире за Bf11 °C. На высоте 4000 м лётчик-испытатель отцепил буксирный трос и запустил двигатель, после чего самолёт легко разогнался до истинной скорости 1003,67 км/ч, которая на данной высоте соответствовала числу М=0,84. Правда, в полёте Диттмар столкнулся с весьма опасным и не известным в то время явлением сжимаемости воздуха, в результате которого самолёт начало затягивать в пикирование, Диттмар действовал интуитивно и, стремясь уменьшить скорость снижения, выключил двигатель, после чего воздушная скорость снизилась, и Me163V-4 смог совершить успешную посадку.
Данные самописцев, установленных на Ме163, были отправлены в Министерство авиации, но в среде кабинетных чиновников, многие из которых вообще не бывали на аэродромах, в результаты полёта мало кто поверил. Оборотной стороной этого скептицизма стало привлечение к испытаниям специалистов Гёттингенского университета, где имелась скоростная аэродинамическая труба, позволявшая исследовать поведение моделей летательных аппаратов при около-, транс- и сверхзвуковых скоростях полёта. Проверка данных, полученных в ходе полёта 2 октября, вскоре была подтверждена, и вскоре Вальтеру, Диттмару и Липпишу за исторический полёт вручили Большие золотые медали Лилиенталя, как было сказано в дипломе к награде, «за организацию и проведение аэродинамических и лётных исследований, оказавших значительное влияние на развитие авиации».
Однако, в целях сохранения секретности в официальных документах отправленных в штаб-квартиру FAI ничего не говорилось о Ме163 и подробностях полёта. Не высылалась и запись, сделанная кинотеодолитами. В результате этого официальная регистрации рекорда Диттмара не проводилась, а английские специалисты, получившие из Швейцарии информацию о появлении в Германии нового сверхскоростного самолёта, вообще посчитали эти данные пропагандистской «уткой». В результате рекорд Венделя продержался до ноября 1945 г., когда его на реактивном «Метеоре» превысил английский пилот подполковник Дональдсон, развивший 991 км/ч
Одновременно лаборатория доктора Гетхерта начала исследования устойчивости Ме163, и вскоре специалисты выяснили, что использование в конструкции значительно более скоростного самолёта крыла, аналогичного по конструкции применённому на DFS194, приводит к срыву потока на предельных скоростных режимах полёта. Надо заметить, что на первый взгляд форма крыла первых пяти прототипов Ме163 как нельзя лучше соответствовала задачам полёта на околозвуковых скоростях. Стреловидность по передней кромке была переменной и составляла 27° у корня на протяжении половины размаха и 32° на остальной половине крыла. Выяснилось, что внезапный «клевок» был следствием деформации крыла, концы которого под напором набегавшего воздушного потока изгибались и создавали отрицательную подъёмную силу. Расчёты и продувки деревянных моделей, проведённые специалистами, позволили установить, что более приемлемым является постоянный угол стреловидности в 23,3” по линии четвертей хорд.