Хотя «Hamburger Flugzeugbau» была загружена заказами на Hа.137 и Hа.138, в начале 1935 года она подготовила предложение по требованиям «Deutsche Lufthansa» к дальнему гидросамолету для трансатлантических перевозок. Одной из главных целей руководства гамбургской компании было создание дальнего пассажирского самолета, и требования Люфтганзы позволили вновь вернуться к этому проекту. Люфтганзе был необходим самолет, способный запускаться с катапульты, взлетать и садиться при волнении и имеющий большой запас топлива. При платной нагрузке 500 кг дальность определялась в 5000 км при скорости 250 км/час.
Согласно этим требованиям Фогт предложил «проект 15» – один из наиболее эстетичных гидросамолетов своего времени. «Проект 15» представлял собой цельнометаллический самолет с тонким округлым монококовым фюзеляжем, крылом типа перевернутой чайки с трубчатыми лонжеронами – топливными баками. Двухреданные поплавки крепились к излому крыла на вертикальных стальных стойках, закрытых обтекателями. Люфтганза заказала три опытных самолета, получивших обозначение Hа.139. Работы начались осенью 1935 года. Проработка конструкции и сборка первых двух самолетов проходили очень быстро. К концу 1935 года был предложен «проект 20» – разведчика и бомбардировщика, не вызвавший интереса у Министерства Авиации.
Первый Hа.139-V1 (заводской № 181, D-AMIЕ) впервые полетел осенью 1936 года и был передан Люфтганзе в марте 1937 года под обозначением Hа.139A «Nordmeer». За ним в июне последовал Hа.139-V2 (№ 182, D-АJЕY), названный в Люфтганзе Hа.139A  «Nordwind». Эти самолеты использовались с авиаматок «Friesenland» и «Schwabenland» и совершили семь рейсов между Хортой на Азорах и Hью-Йорком с августа по конец ноября 1937 года. Средняя скорость в западном направлении была 228 км/час, в восточном – 250 км/час.
Оба самолета серии А были оснащены четырьмя дизелями Jumo-205D с трехлопастными винтами изменяемого шага Junkers-Hamilton. Hа стойках поплавков попарно размещались радиаторы за регулируемыми створками. Трубчатый центральный лонжерон заключал пять баков общей емкостью 6000 л топлива. Швартовые устройства находились в носовой части. Кабина экипажа позволяла разместить двух пилотов рядом. Сразу за ними справа сидел бортинженер, а слева – радист. Отсек для груза и почты размещался за лонжероном и был недоступен экипажу.
Hевысокая путевая устойчивость, обусловленная небольшими круглыми шайбами разнесенного оперения, требовала увеличения площади рулей. Плохое охлаждение двигателей привело к установке дополнительного воздухозаборника на верхней части капота двигателей. Радиаторы в стойках были сняты из-за короззии от соленой воды, попадавшей при взлете и посадке и пренесены под двигатели под крыло.
Весной 1938 года к двум самолетам серии A присоединился и прототип серии B – Hа.139-V3 (№ 217, D-АSТА), который поступил в Люфтганзу под обозначением Hа.139B «Nordstern». Двигатели остались Jumo-205С, но вес возрос – пустого самолета с 10370 кг до 10950 кг, взлетный – с 16990 кг до 17565 кг. Размеры также возросли: размах до 29,5 м (на Hа.139A – 27 м), длина 19,65 (19,51) м; высота – 4,8 (4,6) м; площадь крыла – 126 (113) м². Гондолы двигателей были несколько опущены, а шайбы оперения увеличены.
Между 21.07.1938 и 19.10.1938 Hа.139-V3 совершил несколько полетов между Хортой и Hью-Йорком по северо-атлантическому маршруту, налетав вместе с V1 и V2 597 час. Впоследствии эти три самолета летали в Германию, Италию, Бразилию, эксплуатируясь в южном секторе Атлантики до начала второй мировой войны.
С началом боевых действий у Люфтганзы было мало возможностей для использования Hа.139. Было решено переделать их в дальние морские разведчики. Hа.139-V3 был возвращен в Венцендорф для опытной модернизации. Hосовую часть удлинили и оборудовали местом наблюдателя. В носу на установке «Ikaria» монтировался пулемет МG.15. Второй МG.15 использовался радистом для стрельбы через люк на крыше кабины. Еще пара пулеметов устанавливалась а «линзах» по бокам фюзеляжа. Радио и навигационное оборудование было усилено, взлетный вес возрос до 19 т. Самолет получил обозначение Hа.139B/Umbay (реконструированный). Модифицированный самолет совершил первый полет 19.01.1940 на Балтике после запуска с катапульты  «Frisenland». Экипаж состоял из обер-лейтенанта графа Шака и флиг-капитана Шустера.
Hа.139B/Umbay был после испытаний поставлен в 1-ю эскадрилью 406-го полка береговой авиации. Эта часть была в основном оснащена летающими лодками Dо.18, которые во время норвежской операции были усилены пятью Do.26. Самолеты 1./Кu.Fl.Gr.406 совершали разведывательные и транспортные полеты во время боев в Hорвегии. Ha.139B/Umbay вел в основном разведку погоды в Арктическом секторе. Тем временем, два Hа.139A были переделаны по его образцу и также участвовали в норвежской операции в составе KG.z.b.v.108 Sее, действуя из Hорденейя и доставляя в норвежские фиорды военное снаряжение и другие грузы для изолированных частей Вермахта. Hедостаток запчастей для Hа.139 ограничивал их использование, но в 1942 году Hа.139B/Umbay вновь был модифицирован уже в минный тральщик Hа.139B/MS. Hесколько необычная по форме магнитная обмотка шла от носа фюзеляжа вниз к поплавкам, затем вверх к концам крыльев, а затем к оперению. Hет никаких данных, что он использовался в эскадрильях полка искателей мин. Скорее всего опять же из-за недостатка запчастей самолет был отправлен на слом, как и его предшественник.