Start wszystkich maszyn prototypowych odbywał się przy wspomaganiu systemem dwóch dodatkowych silników rakietowych „Rauchergerät” typu Walter 109-500 o masie 280 kg, zdolnych wygenerować ciąg 4,9 kN każdy przez czas 30 sekund. Silniki były odrzucane po starcie samolotu i lądowały na spadochronach. W przypadku awarii jednego z silników wspomagających, odrzucano oba w trybie awaryjnym w celu uniknięcia asymetrii ciągu mogącej doprowadzić do katastrofy.
Prototyp numer 9 oznaczony jako Ar 234 V9 lub Ar 234B-0 był pierwszą maszyną wyposażoną w podwozie wciągane w locie i został oblatany 10 marca 1944 roku. 17 kwietnia 1944 r. na tym prototypie wykonano pierwszy lot z podwieszonym uzbrojeniem bombowym. Ten egzemplarz stał się maszyną wzorcową do uruchomienia produkcji seryjnej.
10 czerwca 1944 r. dziesiąty prototyp (V10) został wykorzystany w pokazach najnowszego sprzętu lotniczego w Lörz k. Rechlina, gdzie w locie poziomym osiągnął prędkość 820 km/h. 27 lipca 1944 r. podczas lotu doszło do pożaru silnika i pilot Richter wyskoczył ze spadochronem. Samolot, kierowany przez pilota automatycznego, wykonał dwa kręgi i samodzielnie wylądował w przygodnym terenie. Nieugaszony pożar strawił go doszczętnie.