Появление последней серийной версии Bf 109 явилось результатом политики "рационализма" "истребительного штаба", пытавшегося сократить число модификаций и подмодификаций истребителя. В результате появился Bf 109K (литеру "I" министерство авиации не использовало, а "J" была присвоена модификации истребителя с двигателем "Испано-Сюиза"), который представлял собой модифицированный вариант Bf 109G-10, получивший ряд использовавшихся на самолетах серии G "наборов заводской установки" и некоторые аэродинамические улучшения.

Первый предсерийный Bf 109K-0 появился сентябре 1944 г и отличался от последний модификации серии G увеличенной высотой капота, удлиненным коком и двумя триммерами на руле направления. Hа самолет ставился так называемый фонарь "Галланд", деревянный киль, убираемое хвостовое колесо на удлиненной стойке.Вооружение состояло из двигательной 30-мм пушки MK 108 и двух 15-мм пушек MG 151 на фюзеляже, причем на половину открытых. Если предсерийные Bf 109K-0 были оснащены двигателями DB 605DB с форсажем GM 1, то серийные получали DB 605ASCM или DB 605DCM - последний с GM 1. Первые самолеты сошли со сборочной линии в октябре 1944 г. Это были модели Bf 109K-2 и К-4, отличавшиеся только герметизацией кабины на последнем. Одними из первых их получили II/JG 11, II и III/JG 27 и II/JG 53, которые приняли участие в операции "Боденплятте" - налете на аэродромы союзников 1 января 1945 г.

Последние самолеты серии К-4 получили вместо двигательной MK 108 30-мм пушку МК 103, но 65-мм чехол, покрывавший ствол пушки, делал замену последнего в полевых условиях нетревиальной задачей. Пушка МК 103 также ставилась на Bf 109K-6, главной задачей которого была борьба с бомбардировщиками, для чего он нес еще две 30-мм МК 103 в подкрыльевых гондолах, правда, фюзеляжные пушки MG 151 были вновь заменены на 13-мм пулеметы MG 131. Поставки Bf 109K-6 в истребительные группы начались в январе 1945 г, но до краха "третьего рейха" туда поступило только несколько таких машин - учитывая, что его взлетный вес - 3600 кг делал его на столько плохо управляемым, это на самом деле было счастьем для пилотов люфтваффе в условиях полного превосходства союзников в воздухе.

Еще меньше попало в боевые части самолетов серии Bf 109K-14 - их поставки начались всего за две недели до конца войны. Их успел получить лишь штаб II/JG 52. Bf 109K-14 получил таки долгожданный двигатель DB 603L с двухступенчатым нагнетателем. Одна удачная бомба за год до того вывела из строя камеру для испытания DB 605L в разряженной атмосфере, что оказалось главной причиной задержки поставок двигателя для Bf 109K. DB 605L работал на 96-октановом бензине С3 и использовал форсаж MW 50, что обеспечивало на взлете 1700 л.с. и 1725 л.с. Hа высоте 1500 м. Hа высоте 9500 м мощность доходила до 1350 л.с. Hа боевом режиме и 1150 л.с. при наборе высоты. Если Bf 109K-4 развивал на высоте 6000 м скорость 723 км/ч, то Bf 109K-14 мог поддерживать такую скорость на высоте 11500 м. Столь высокие летные данные сочетались с достаточно мощным вооружением из 30-мм пушки (MK 103 или МК 108) и двух 13-мм пулеметов.

Оборудование истребителей серии К было в целом сходным и включало прицел "Реви" 16В, радиостанцию FuG 16zy и ответчик FuG 25a, антенну пеленгатора за кабиной и дополнительную антенну под левым крылом. С июля 1945 г радиостанцию FuG 16zy планировалось заменять на FuG 15, но сборочные линии, которые еще продолжали выпускать Bf 109, уже были близки к остановке.

Когда союзники форсировали Рейн, число Bf 109 в составе частей люфтваффе было еще довольно большим - около 800 машин поровну серий G и К, из которых 80% были боеспособными. Hо реально боеспособность частей была еще ниже из-за нехватки топлива и смены аэродромов.