В июле 1939 г операционный штаб люфтваффе сформулировал требования к так называемому "Бомбардировщику-Б", которые отразились в спецификации для авиапромышленности, составленной Техническим департаментом. Подразумевалось не только обеспечить замену Ju.88 и Не.111, но и сделать значительный шаг вперед в проектировании средних бомбардировщиков.

Спецификации отличались требованием высоких летных характеристик и применением ряда новшеств. От бомбардировщика требовалась дальность полета до 3600 км, чтобы достигнуть любой точки Британских островов с баз во Франции и Норвегии. Максимальная скорость на высоте 6000-7000 м определялась в 600 км/ч - сравнимой со скоростью современных истребителей. Боевая нагрузка определялась в 2000 кг при взлетном весе 20 т и экипаже из трех-четырех человек. Требовалась двухдвигательная компоновка под еще только проектируемые 24-цилиндровые двигатели "Даймлер-Бенц" DB-604 или Jumo-222. Но главным новшеством было требование обеспечить экипаж гермокабиной и установить дистанционно управляемые пулеметные установки.

Первоначальные спецификации были направлены четырем авиафирмам: "Арадо", "Дорнье", "Фокке-Вульфу" и "Юнкерсу". Позже сюда была включена и "Хеншель", которая, как и "Юнкерс", имела опыт работ с герметичными кабинами. Рассмотрение предложений первых четырех фирм проводилось Техническим департаментом в июле 1940 г. Проект "Арадо" Ar-340 был отклонен, а остальные были заказаны в виде опытных Do.317, Fw.191 и Ju.288. Проект "Дорнье" базировался на Do.217, проходившем тогда испытания. Четыре члена экипажа располагались в герметичной кабине перед крылом, наддуваемой от нагнетателя DB-604 и полностью остекленной. Технический департамент считал предложение "Фокке-Вульфа" и "Юнкерса" более перспективными, чем Do.317. В результате "Дорнье" было предложено использовать ряд решений "Бомбардировщика-Б" в новой высотной версии Do.217. Работы по Do.317 продолжались в качестве дублирования основной программы с Fw.191 и Ju.288, но после изготовления в 1940 г макета окончательно прекратились, а все силы были брошены на доводку высотного разведчика Do.217p.

В 1941 г проект Do.317 был воскрешен РЛМ в качестве возможной замены Do.217. Предполагались два варианта: более простой Do.317a с двумя двигателями DB-603 и обычным составом вооружения и более перспективный Do.317b с двигателями DB-610, дистанционно управляемыми установками и с удлиненным крылом. Были заказаны шесть опытных Do.317a, первый из которых Do.317-V1 (VK+IY) поступил на испытания в 1943 г. Самолет был близок к Do.217. Крыло цельнометаллическое, двухлонжеронное с щелевыми элеронами, связанными с управляемыми электрически закрылками. Оно вмещало 1560 л топлива между лонжеронами центроплана, еще 200 л бак располагался в консоли. В фюзеляже размещалось еще 2100 л топлива сразу за кабиной над бомбоотсеком на шесть 500кг бомб. 12-цилиндровые двигатели DB-603А развивали на взлете 1750лс. Хотя на V1 не было оборонительного вооружения, серийные машины должны были получить один пулемет МG-131 в электрифицированной башне на крыше кабины, пушку МG-151/15 неподвижно в носу, пару подвижных пулеметов МG-81 вперед в правой части кабины и два MG-131 назад в верхней и нижней позициях.

Испытания Do.317-V1 не выявили никаких преимуществ перед Do.217p-0. В результате было решено закончить оставшиеся пять самолетов без гермокабин в качестве носителей ракет Hs-293А. Этот вариант получил обозначение Do.217r и поступил в III/KG.100 в Орлеане. К этому времени был готов макет Do.317b, но Технический департамент посчитал, что он недостаточно перспективен. В результате вся программа Do.317 была прекращена.

Do.317b должен был иметь ту же конструкцию, что и самолет А-серии, но размах крыла был увеличен на 5,3 м, запас топлива возрос, бомбовая нагрузка увеличилась до 5600 кг. Оборонительное вооружение должно было состоять из башни в нижней передней части с парой пулеметов МG-81, верхней башни со спаркой МG-131, носовой башни с ручным управлением c парой таких же пулеметов, а в самом хвосте располагались две пушки МG-151/20 с дистанционным управлением.