初期段階でスタイリングやフレームの概要が決定され、そこにどのようなエンジンを搭載し出力目標として掲げられた1000ccで100馬力を達成するか、という議論へと開発は移っていった。 高回転でのパンチや吹け上がりの軽快さを実現するためには、バランサーによって1時振動を抑える方法では小型軽量化が難しく、位相クランクで振動を打ち消す場合ではクランクピンが2本になり、ウェブが3枚になるなど重量増が避けられなかった。そのため、理論上1次振動がなく、2本のコンロッドをクランクピン1本で支持するバンク角90度のV型2気筒エンジンが採用された。 当初はラジエーターはエンジンの前方に収められ、スイングアームはピボットでフレームと接続されるものとして開発は進められていたが、これらの仕様を規定されたフレームに搭載することでは200km/hを超える速度で走行するオートバイとしては致命的にフロント加重が少ないことが判明した。設計図上でエンジンを限界まで前方に搭載して、それでも走行安定性を得られる規準となる数値とは80mm程度の乖離が存在していた。そのため、フロント加重を増やす目的でエンジンをさらに前方に搭載するために、ラジエーターをエンジン前方に設置せず、レーサーNR500でも採用されていた、ラジエーターを分割してサイドに配置するサイドラジエター方式を採用。フレームより高い剛性を持つエンジンのカウンターシャフト周辺とスイングアームを接続することにより、後輪からヘッドパイプに伝わる駆動力を減少させ高速安定性を得るピボットレスフレームといった市販車に初めて投入される意欲的な技術が用いられた。スイングアームを延長し、ホイールベースの延長によって直進安定性を確保するのではこれまでのVツインマシンの固定観念を打ち破るスポーツ性能を実現できずにツアラーになってしまう、という声を受けての判断であった。
まず開発段階で注力されたデザイン面であったが、絶対性能を実現するための無機質、機械的なデザインではなく、どこか有機的で動物を連想させるようなイメージを採用し、これまでの大型スーパースポーツマシンでは定番であったフルカウリングではなく、あえてエンジンやフレームを露出させることによって視覚的にその気にさせるような演出が施された。 エンジンを見せるためにパイプフレーム、方手持ちスイングアーム、左右で高さの異なるサイレンサーなどを取り入れ、性能よりスタイリングや所有感を重視したヨーロッパ。高い剛性を実現するための太いツインスパーフレームであくまで走行性能を主張するアメリカ。エンジンの鼓動感と軽快さを求めた日本と、三者三様の設計思想は異なるがゆえに意欲的なマシンとして開発は進められた。
ホンダ初の大型Vツインエンジンを搭載したスポーツバイクであり、モーターサイクルの多様化する楽しみ方に対し「絶対的な速さや性能を追求する設計理念でなく、ツインエンジンらしい低回転域での鼓動感や高回転域でのパンチの効いた加速感でオートバイの楽しみを演出する」というコンセプトの下に開発された。これらのコンセプトは1986年のドイツ、ホンダヨーロッパ研究所にまでさかのぼる。同所ではVT1100のエンジンを搭載したプロトタイプなどを用いてその可能性を検討していたが、ドゥカティやモト・グッツィなどのツインエンジンを搭載するオートバイが多数存在した欧州に比べ、当時の日本ではツインスポーツバイクは一般的とは言えず、この計画は一度凍結されることとなった。その後、このプロジェクトは1994年にアメリカで再考され、ブロスのエンジンとフレームを利用した試作車などが日本へ持ち込まれるなど、新たなジャンルのオートバイを作るという根強い熱意が功を奏し、ドイツ、アメリカ、日本の三国によるコンペティション形式で開発はスタートした。
1942年2月、フランスのブレスト港のドイツ艦隊をドイツ本国へ脱出させるツェルベルス作戦（英名チャンネル・ダッシュ）が実施され、ガーランドは艦隊の上空支援作戦を指揮した。1942年7月19日からスターリングラードに侵攻するがドイツは劣勢になる。ガーランドは「われわれ（戦闘機隊）がいくら敵を落としても爆撃隊が敵飛行機工場、施設をやってくれないときりがない」と空軍首脳部をなじった。連合軍の爆撃機に対する本土防空作戦の指揮を任されたが、その中で戦闘機隊総監であるにもかかわらず、フォッケウルフ Fw190を乗機として幾度か防空作戦に出撃し1944年にはB-17を非公式に2機撃墜した。米英空軍によるドイツ本土都市爆撃に対しガーランドは「悪天候や闇夜をさけて条件のいい晴天の昼間に敵爆撃大編隊へ大規模な攻撃をかけるべき」と意見具申するが空軍首脳はこれを無視した。1942年3月から英米の絨毯爆撃が始まる。4月にロストック、5月にケルン、6月にはブレーメンが灰燼に帰し、防空を任されていたガーラント、カムフーバーはヒトラーに叱責される。そのため2人は夜間機400機と昼間機200機を集めて大迎撃を試みる。敵の物量が圧倒的であり撃墜率は5、6パーセントであった。さらに敵はレーダーかく乱兵器「ウインド」を投入しドイツ防空は87機で撃墜率は3パーセント以下に落ちる。1943年末ごろからB17といった大型機迎撃に対し現場で決死の体当り戦法が敢行されていること知ったガーランドは「肉薄攻撃はいいが体当たりすることはない。体当たりが必要なのは技術不足や相討ちの時だけだ。戦闘機パイロットは一朝一夕で養成できないので体当たりは避けるべきだ」と禁止を命令した。1943年5月22日、ガーランドはジェット戦闘機メッサーシュミット Me262のテスト飛行を自ら行った。その加速性と高速性からMe262を戦闘機として高く評価したが、1943年に地上展示されたMe262を見たヒトラーはこれを爆撃機として生産するように命じる。ガーランドはミルヒとともに戦闘機としての運用が最適との判断から戦闘機としての開発が継続し、たびたびヒトラーを説得した。ガーランドは「Me262のような小型機に小型爆弾を積んでも無駄。アラド社が別に爆撃用を作っているのでMe262は防空戦闘機にするべき」と主張した。ヒトラーはノルマンディー上陸を受けて一部戦闘機とすることを認める。ガーラントは少数の実用実験部隊を作った。少年兵をハインケルHe162のパイロットに使う案にガーラントは反対し、ジェット機の扱いの難しさをヴァルター・ノヴォトニー少佐に説明させてケラーに中止を進言した。ノヴォトニーは実戦の披露で戦死した。1942年12月、ガーランドは少将に昇進。30歳でありドイツ軍最年少の将官であった。1944年11月には中将に昇進。ガーランドとゲーリングら空軍首脳はMe262やHe162の運用方針を巡って対立が激化し1945年1月、ガーランドは戦闘機隊総監を解任され、ゴードン・ゴロプが後任となった。