Летчик занимал место в левом фюзеляже, в правом располагался второй пилот, выполнявший также обязанности штурмана. Органы управления были установлены в обоих кабинах, но управлять всеми пятью двигателями можно было только из левой кабины. Каждая пара основных опор шасси управлялась из соответствующей кабины. Экипаж самолета состоял из семи человек: помимо двух пилотов - еще два механика, радист, два стрелка.
Фирма Хейнкель построила два прототипа He-111Z (He-111Z V-1, He-111Z V-2), летные испытания которых начались в конце 1941 г. Программа летных испытаний была успешно завершена в январе 1942 г. в Рехлине. Испытания по буксировке планеров проводились в Рехлине в мае 1942 г. Крест на программе Не -111Z поставило появление шестимоторной версии планера Ме-321 - самолета Ме-323. Всего до конца весны 1942 г. было изготовлено десять серийных Не -111Z-1.
Первый боевой вылет Не - 111Z отмечен 11 февраля 1943 г., когда «Цвиллинг» из I Groppe LLG-2 буксировал два планера Гота Go-242. Таким образом немцы пытались организовать снабжение своих войск в районе Кубани. Советские истребители сбили три Не-111Z, еще несколько самолетов получили поломки при посадке на аэродромы Восточного фронта, по качеству немногим превосходившие советские «автострады». Еще пять самолетов было потеряно к сентябрю 1944 г. по разным причинам, после чего часть расформировали.
В 1944 г. министерство авиации предложило разработать дальний бомбардировщик и разведчик на основе Не -111Z - соответственно Не-111Z-2 и Не-111Z-3. Бомбардировочный вариант по расчетам мог нести полезный бомбовый груз массой 7000 т при дальности полета 4000 км. Расчетная дальность разведчика составляла 6000 км. Эти самолеты так и не были построены, так как ставку сделали на бомбардировщик Не-177.
Не-111 в эксплуатации
Боевое крещение бомбардировщик Не-111 получил в 1936-1939 г.г. в ходе Гражданской войны в Испании. Сначала немцы перебросили на контролируемую франкистами территорию четыре Не-111В-0, самолеты выполнили первый боевой вылет на бомбометание Мадрида 9 марта 1937 г. Самолеты Не-111 состояли на вооружении KG-88 легиона «Кондор».