Hoewel de Ar 234 als de eerste straalbommenwerper de geschiedenis inging, deed hij aanvankelijk dienst als moeilijk te onderscheppen verkenningsvliegtuig. Ook kreeg een experimentele nachtjagereenheid de beschikking over speciale Ar 234's. Vanwege de uitstekende prestaties werd echter al gauw een bommenwerperversie ontwikkeld, die in oktober 1944 door de Luftwaffe in gebruik werd genomen. De nieuwe Blitz werd voor het eerst tegen geallieerde doelen ingezet tijdens het Ardennenoffensief in december 1944. In maart van 1945 voerde de nieuwe straalbommenwerper tien dagen lang luchtaanvallen uit op de Ludendorffbrug bij Remagen, die door de Amerikanen was veroverd. Na de oorlog werd het vernieuwde toestel ingrijpend door geallieerde experts onderzocht en getest.