В результате сравнительных испытаний приняли решение строить четыре опытных образца самолета, проект которого разрабатывался с середины декабря 1936 г. на фирме «Хейнкель» под обозначением Р.1033. В конце июня 1937 г. самолет получил обозначение Не 176. Первый опытный самолет должен был оснащаться ЖРД Х. Вальтера, получившим в 1938 г. RLM-обозначение RII 204, а остальные три – двигателями HWA (RLM-обозначение RII 102), которые ко времени постройки самолетов должны были быть доработаны. Вся работа по самолету He 176 проходила в специально созданном отделе Sonderentwicklung I, который был изолирован по соображениям секретности от остальных подразделений фирмы «Хейнкель» в Росток-Maриенехе.
Законченный опытный образец самолета переправили в Ракетный центр в Пенемюнде, где можно было соблюсти режим секретности во время испытаний, длившихся с 8 января по 14 апреля 1939 г. Первоначально проводились наземные испытания Не 176 с буксировкой его за автомобилем на скоростях до 155 км/ч. Первые короткие пробежки с подлетами по прямой под управлением флюгкапитана Э. Варзица имели место в марте 1939 г. с работающим ЖРД, но с очень ограниченными количествами топлива в самолете. Всего было выполнено 29 подлетов, во время которых замечалась нестабильность работы двигателя. 25 мая Э. Варзиц продемонстрировал серию коротких подлетов на Не 176V1 перед комиссией RLM во главе с Э. Удетом и Э. Мильхом.
Принято считать, что первый официальный полет опытного образца He 176V1 состоялся 20 июня 1939 г. под управлением Э. Варзица. Однако в дневнике инженера Макса Майера, сотрудника фирмы «Хейнкель», обозначена другая дата первого полета – 15 июня 1939 г. Скорее всего, 20 июня самолет официально показывался в полете Э. Удету и Э. Мильху, что тем не менее не изменило отрицательного отношения Э. Удета к этому самолету, более того, он запретил дальнейшие его испытания из соображений безопасности. Это запрещение дважды отменялось и дважды снова вводилось, и действовало оно до 3 июля 1939 г., когда самолет продемонстрировали высшему руководству Германии во главе с А. Гитлером. Официальный приказ вышел 12 сентября 1939 г., этим приказом прекращалась любая дальнейшая работа над ракетным самолетом Не 176, хотя уже была почти закончена вторая машина Не 176V2 с двигателем HWА RII 102 тягой 725 кгс и начата постройка третьей машины. Их пустили на слом, а первый опытный образец самолета, совершивший 19 полетов в Пенемюнде и Рёхлине в период с июня по ноябрь 1939 г., хранился какое-то время на фирме «Хейнкель», но его в конечном счете передали в музей авиации в Берлине, где он был разрушен во время воздушного налета союзных бомбардировщиков в 1944 г.
Характеристики Не 176V1: экипаж – 1 человек, силовая установка – 1 х ЖРД HWK RII 204 тягой 500 кгс, размах крыла – 5,0 м и его площадь – 5,5 м2, длина самолета – 6,5 м, высота – 1,44 м, вес пустого – 900 кг, взлетный