Хотя программа создания бомбардировщика «Ju 89» была закрыта в 1937 году, его конструкция послужила основой для разработки авиалайнера «Ju 90», и небольшое количество этих машин эксплуатировалось коммерческой авиакомпанией «Люфтганза» в 1937-1939 годах. После начала войны они были принудительно отобраны люфтваффе, остро нуждавшейся в тяжелых транспортных самолетах. На тот момент существовало всего 18 машин «Ju 90», но их производительность безоговорочно убедила люфтваффе в жизненной необходимости транспортных самолетов дальнего радиуса действия, а их очевидный потенциал как бомбардировщиков и разведывательных самолетов заставил срочно заняться разработкой их преемника, которым стал «Ju 290». Опытный образец «Юнкерса 290V1» совершил свой первый испытательный полет 16 июля 1942 года. Он был во многом похож на «Ju 90» с той разницей, что имел удлиненный фюзеляж, более мощные двигатели и гидравлический задний грузовой трап «Трапоклаппе». «V1» и восемь первых серийных самолетов «А-1» были невооруженными транспортниками, принятыми на службу сразу же, как только была завершена их сборка. Последующие версии транспортных самолетов стали оснащаться разнообразным вооружением после того, как три машины из первой восьмерки были потеряны в результате атак союзников в начале 1943 года.
Острая необходимость использовать «Ju 290» в качестве морского разведчика дальнего радиуса действия привела к разработке и созданию версии «Ju 290A-2». Три самолета «А-1» были переделаны на сборочной линии в соответствии со спецификациями «А-2». Они подразумевали оснащение самолета поисковым радаром «FuG 200 Хохентвиль», способным обнаруживать конвои союзников на расстоянии до 80 километров с высоты 499 метров, или на расстоянии до 100 километров с высоты 999 метров. Таким образом, обнаруживая конвои, сам самолет-разведчик оставался недосягаемым для их противовоздушных установок.
Вскоре появилась и новая версия «Юнкерса», «А-3», с дополнительным навигационным оборудованием и едва ли не самым мощным оборонительным вооружением, которое устанавливали на самолетах за всю историю Второй мировой войны: он был оснащен двумя орудийными башнями с гидравлическим приводом HDL 151, на каждой из которых было установлено по 20-миллиметровой пушке MG 151, в специальной гондоле под носом располагались еще одна 20-миллиметровая пушка MG 151 и 13-миллиметровый пулемет MG 131, а третья 20-миллиметровая пушка MG 151 была установлена в хвостовой части. Еще два 13-миллиметровых пулемета MG 131 были оборудованы в центральной части фюзеляжа. Обе последние модели, «А-2» и «А-3», имели в фюзеляже большие дополнительные топливные танки и задний грузовой трап, так что при необходимости они могли быть использованы в качестве транспортных самолетов.
Вместе с небольшим количеством последующих моделей «А-4», «А-5» и «А-7» этими самолетами в основном была укомплектована специальная группа дальней морской разведки FAGr 5 («Фернауфклерунгсгруппе 5»), сформированная 1 июля 1943 года. В конце лета 1943 года три новых «Ju 290A-2» были направлены в ее первую эскадрилью, которая приступила к проведению боевых операций в Мон-де-Морсан под Бордо 15 октября. Собственные боевые задания эти самолеты начали выполнять в ноябре 1943 года, по 18 часов подряд отслеживая конвои союзников и передавая сведения о них соединениям подводных лодок.
В ноябре 1943 года была сформирована и вторая «Штаффель» (эскадрилья), и входившие в ее состав «Ju 290» курсировали над Атлантикой в радиусе свыше 6100 километров и передавали на подводные лодки информацию о местонахождении конвоев союзников. Они выполняли свою задачу настолько эффективно, что в конце 1943 года адмирал Дёниц потребовал направить все готовые на тот момент «Ju 290» на поддержку подводных лодок. Однако всего лишь 20 машинам была отведена эта роль, а в 1944 году все заказы на «Ju 290» были вообще заморожены, чтобы освободить ресурсы для производства истребителей.
После потери французских баз, последовавшей за высадкой союзников в Нормандии, большинство из оставшихся в строю самолетов были переведены в KG 200 для использования в ряде секретных операций.
Последней конструкторской разработкой в этой серии стал «Ju 390». По сути, он был увеличенной версией «Ju 290», оснащенной шестью 1268-киловаттными (1700 л. с.) двигателями BMW 801D. Только два опытных образца этого летательного аппарата были построены в 1943 году до отмены заказов на транспортники, бомбардировщики и самолеты морского патрулирования в 1944 году.