V mládí Messerschmitt pracoval na návrhu kluzáku, v roce 1917 se přihlásil do německé armády a po válce začal studovat na mnichovské technické škole. V roce 1921 navrhl a úspěšně vyzkoušel „kluzák S9“. Školu absolvoval v roce 1923 a v témže roce založil v Bambergu leteckou továrnu Messerschmitt Flugzeugbau Gesselschaft. Na konci 20. let se Messerschmitt stal přívržencem Adolfa Hitlera a navázal užitečné styky s předními nacisty Rudolfem Hessem a Hermannem Göringem.
Ze začátku zůstával Messerschmitt věrný kluzákům, potom stavěl motorové kluzáky a posléze přešel na malá sportovní letadla. Následoval jeho typ „M 18“, hornoplošník s pevným podvozkem a kovovou konstrukcí, a v průběhu let další jeho verze. V roce 1934 v jeho konstrukční kanceláři vznikl na zakázku Luftwaffe později proslulý letoun Bf-109 (pojmenovaný po „rodné“ Bayerische Flugzeugwerke AG), který zažil vítězný křest ohněm během občanské války ve Španělsku.
V roce 1937 se Willy Messerschmitt stal profesorem na mnichovské Vysoké škole technické. O rok později se augsburská letecká společnost sloučila s původní bamberskou Messerschmittovou továrnou a vznikla tak firma Messerschmitt Aktien Gessellschaft. V roce 1938 byly zahájeny práce na prototypech letadel, které v konečné fázi dostaly název „Me 262“ a „Messerschmitt 210“, který byl ale dosti problémový. Jeho přepracováním vznikl nový typ „Me 410“.
Od roku 1942 se vyráběl také obří vojenský transportní letoun „Me 323 Gigant“, který byl při maximální možné rychlosti 218 km/h schopen s pětičlennou posádkou přemístit až 12 tun nákladu nebo 120 vojáků. Koncem války společnost vyvinula první bojové letadlo s raketovým pohonem, letoun „Me 163B Komet“, který v roce 1941 jako první letoun dosáhl rychlosti vyšší než 1000 km/h, a první sériově vyráběný bojový letoun s proudovým pohonem „Me 262 Schwalbe“ (česky Vlaštovka).
Po skončení druhé světové války stanul Willy Messerschmitt před denacifikačním soudem, byl odsouzen za spolupráci s nacisty a za používání otrocké práce vězňů z koncentračních táborů. Po dvou letech vězení byl propuštěn a pokračoval ve vedení své továrny. Protože v Německu bylo do roku 1955 zakázáno vyrábět letadla, změnil výrobní program a soustředil se na produkci prefabrikovaných budovy, šicích strojů a malých automobilů, zvláště typu Messerschmitt Kabinenroller.
Na letadla ale nemohl zapomenout. Ve Španělsku navrhl dvouproudový cvičný letoun Hispano HA-200 a jeho poslední prací byl návrh lehkého nadzvukového stíhače „Helwan HA-300“ určený pro egyptské letectvo. Byly vyrobeny pouze tři prototypy, z toho druhý a třetí uspěly i testování za letu, a potom byl projekt z technických, finančních a politických důvodů zrušen. Německým inženýrům působícím v Egyptě dokonce Mosad vyhrožoval smrtí, takže se raději vrátili domů a Egypt místo vývoje vlastního letadla nakoupil letouny v Sovětském svazu za československého prostřednictví. Když padl zákaz výroby letadel v Německu, začaly Messerschmittovy továrny licenčně vyrábět italské stíhačky „Fiat G91“ a americké „Lockheed F-104 Starfighter“ pro západoněmeckou Luftwaffe.
Na konci šedesátých let, v roce 1969, vznikla několikanásobnou fúzí společnost „Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH“. Willy Messerschmitt se stal jejím čestným předsedou. Vyráběla letadla, vrtulníky, vojenské řízené střely, družice a další techniku. Úspěšný konstruktér zemřel 15. září 1978 v nemocnici v Mnichově ve věku 80 let za nezveřejněných okolností. Jeho společnost však existuje dodnes v podobě koncernu MBB-ERNO, který se zabývá i problematikou letů do vesmíru.
Messerschmitty Me 262 byly na dnešní poměry poněkud kuriózním způsobem vyráběny těsně po válce i u nás, a to soustředěním výroby z německých podzemních továren na území někdejšího protektorátu, ovšem označené jako Avia S-92. Vyrobeno bylo jen několik strojů, některé s nepůvodními, slabšími motory. Létali na nich piloti zaškolení ve Velké Británii, např. major Jiří Maňák, někdejší velitel stíhací perutě (RAF), později perzekuovaný komunistickým režimem. Přes veškerou snahu se v provozu tyto letouny neosvědčily. V července 1951 je vystřídaly MiGy-15 a od té doby Avie S-92 sloužily už jen jako učební pomůcky pro mechaniky.
