苏德战争爆发时，德国空军的主力战斗机是梅塞施密特Bf109F。在此之前，苏联专家已经非常熟悉 Bf 109B（西班牙内战期间购买了一架原型机）和 Bf 109E（1940 年 4 月购买了五架）。 F型在外观上与之前的机型有很大不同，经常被误认为是另一种新飞机。苏联飞行员报告有时将 Bf109F 报告为从未存在过的 He-113 和 Me-115。在苏联官方文件中，它被称为 Me-109F。
1941 年 7 月，苏联军官检查一架 Bf 109F-2（JG 3）
) 被基辅以西的高射炮击落
红军在战争初期经历了大规模的撤退，在相当长的一段时间内都无法获得这样的战斗机。 1941 年 7 月 20 日，第 54 战斗机联队第 1 大队的一架 Bf 109F-2（I/JG54） 在托斯诺紧急迫降。驾驶这架飞机的劳布中尉后来遇到了与苏联人在交火中丧生，但严重受损的战斗机被送往列宁格勒展示。
Bf109F-2 于 1941 年 8 月在列宁格勒展出
当年11月下旬，苏军在莫斯科西北部又缴获了两架BF109F。专委会对两架飞机进行了详细检查和拍照，最终苏军意识到这是德国现有战机的改进版。据称其中一架战斗机随后被送往莫斯科，并在那里展出了一段时间。
在 1941 年 12 月 5 日至 31 日莫斯科战役的反攻阶段，苏军缴获了数架 Bf109F，但这些战机严重受损，没有得到修复。苏军只检查了这些战斗机的武器和机载设备，认为德机的标准无线电台是一个重要优势。毕竟当时很多苏联飞行员根本没有电台，装个接收器会更好。
第一架飞行的 Bf109F 直到 1942 年 2 月 22 日才交付给苏联。第 51 战斗机联队的一名中尉（JG51） 在执行任务时迷路了，跑到图希诺机场，被散热器击中和油箱被高射机枪撞飞拉 9式苏联战斗机，不得不降落。飞机驻扎在当地。在第47航空师的车间进行紧急维修，但在随后的试飞中坠毁，导致起落架损坏和翼尖。中央空气动力学研究所（TsAGI）的专家后来帮助修理了飞机，并把它送到研究部门进行专业测试。
研究发现，编号 9029 的 Bf109F 经历了多次维修，零件磨损严重。该测试于当年3月底正式进行，由斯特凡诺夫斯基上校负责驾驶该机。根据测试结果，Bf109F在海拔3000米处的速度为561公里/小时。这没什么——Yak-7B 在海拔 3650 米处的速度为 570 公里/小时拉 9式苏联战斗机，只是爬升率不如德国战斗机。另一方面，德国战斗机的失速速度较低，可以快速加速俯冲，但从俯冲中恢复时的劳动强度更大。 Bf109F-2在起飞和着陆过程中，有偏离跑道的趋势。
9209 Bf 109F 被测
但是，上述测试结果必须考虑到战斗机经过多次维修和零件磨损的事实；实际性能远高于本次测试得到的数据。苏联飞行员只能利用飞机在低空更好的机动性进行战斗。驾驶苏联 Yak-1 的飞行员在训练中使用了这种策略。但由于增压器液压离合器磨损严重，德国战斗机的高空性能大不如前，影响了其3000米以上的飞行性能。这导致研究人员提出了引导德国飞行员向上的错误建议。此外，在前线的实战中，绕圈机动极为罕见。通常，突袭是空战攻击的成功因素。 Stefanovsky 还指出 Bf109 的后方能见度很差，并且无法在飞行中打开机盖。后一种观点主要是由于苏联和德国战斗机的巨大差异：当时苏联飞机的玻璃不是很清晰，外部很难观察，所以飞行员经常打开机盖。德国玻璃质量好得多，根本不需要打开天篷。
苏联空军有另一架 Bf109F，序列号为 12913，但未找到相关测试文件。
1942 年 4 月 22 日，一架 I/JG11 的 Bf109F-4/R1 被苏联人用 DB 601E 发动机击落并降落在斯拉维扬斯克北部。由一流工程师斯捷潘诺夫（Степанова）领导的委员会对战斗机进行了检查，确定发动机是德国战斗机最脆弱的部分，并建议苏联飞行员射击发动机。与此同时，一架装有防尘装置的 Bf 109F-4/Z 被移交给 TsAGI。
苏联专家认为，虽然梅塞施密特在第二次齐射中不如 Yak-7B 和 Lager-3，但 MG FF 加农炮比 ShVAK 更有效率。 Bf109F的装甲防护也更好。
1942 年 5 月 29 日，两名德国飞行员在楚吉夫附近迷路，在苏联阵地紧急迫降。苏联士兵收到了两架维护良好的 Bf 109F-4 战斗机。 7640飞机原定被运回后方进行测试，但应美国代表的要求，飞机被运往国外。
