Po zakończeniu prób z samolotem Heinkel He 178, w zakładach Heinkla rozpoczęto na własną rękę prace nad kolejnym samolotem odrzutowym, tym razem w konfiguracji, która miała pozwolić na jego wprowadzenie do eksploatacji. Maszyna otrzymała oznaczenie Heinkel He 280, ale ostatecznie przegrała rywalizację z Messreschmittem Me 262.
Zaprezentowany w sierpniu 1939 roku Heinkel He 178 nie zdobył zainteresowania Luftwaffe. Dowództwo niemieckich sił powietrznych nie widziało potrzeby prowadzenia prac nad samolotami odrzutowymi w kilku wytwórniach równocześnie. W tym samym czasie takie prace prowadzono bowiem już w zakładach Messerschmitta, ale postępy były niewielkie, a cały projekt miał niski priorytet.
Mimo niekorzystnej sytuacji i braku zainteresowania ze strony władz, inżynierowie Heinkla rozpoczęli pod koniec 1939 roku prace nad kolejnym projektem samolotu odrzutowego, tym razem mającego nadawać się do produkcji seryjnej (He 178 był czysto eksperymentalną maszyną). Podobnie jak w przypadku wcześniejszego projektu, również i tym razem koszty pokrywano z własnych środków.
Zespół kierowany przez Roberta Lussera postanowił zaprojektować dwusilnikowy samolot odrzutowy w układzie dolnopłata, wyposażony w silniki Heinkel HeS 8, oznaczony jako Heinkel He 280. Maszyna miała opływowy kadłub, podwójny statecznik, oraz podwozie z przednim kołem. Najbardziej nietypowo prezentowało się jednak wyposażenie dodatkowe samolotu, składające się z prostego fotela katapultowanego, będącego nowością w tych czasach. Maszyna miała 10,4 m długości i 12,2 m rozpiętości skrzydeł, a maksymalna masa startowa wynosiła 4 300 kg. Zakładana prędkość maksymalna miała wynieść 820 km/h, a zasięg jedynie 370 km.
Prace nad prototypami przebiegały jednak powoli, głównie z powodu problemów z napędem. Pierwszy egzemplarz He 280 ukończono latem 1940 roku, ale oblot miał miejsce dopiero 22 września 1940 roku, przy czym maszyna… nie posiadała silników i wykonała jedynie lot szybowcowy. Dopiero 30 marca 1941 roku w powietrze wzbił się prototyp wyposażony w dwa silniki odrzutowe. Maszyna wyglądała obiecująco, w związku z czym już 5 kwietnia zaprezentowano ją Ernstowi Udetowi, ale rezultat prezentacji był taki sam jak wcześniej. He 280 został przyjęta chłodno i bez większego zainteresowania, ale nie przerwano prac.
W ciągu kolejnych miesięcy starano się rozwiązać problemy niskich osiągów i zwiększyć niezawodność silników. Rozważano również instalację zupełnie nowych silników HeS 30, ale prace nad nimi przebiegały równie wolno. Ostatecznie na polecenie ministerstwa lotnictwa, które cały czas przyglądało się projektowi, odrzucono zarówno silniki HeS 8 jak i HeS 30, na rzecz innych jednostek napędowych – m.in. BMW 003 oraz Junkers Jumo 004.
Ze względu na potrzebę przetestowania wielu konfiguracji silników, rozpoczęto budowę kolejnych prototypów, które wyposażono w różne jednostki napędowe. Ponadto pierwszy prototyp otrzymał w celach testowych silniki pulsacyjne, ale próby z nimi zakończyły się katastrofą i utratą maszyny – pilot musiał skorzystać z fotela katapultowanego. Podobny los spotkał również drugi prototyp, który utracono w z powodu awarii silnika.
Pod koniec 1942 roku przeprowadzono kolejną prezentację He 280, tym razem w pozorowanej walce z Focke-Wulfem Fw 190. Ze względu na lepsze osiągi, odrzutowiec wypadł lepiej, co oficjalnie było powodem kontynuowania prac (nieoficjalnie z powodu pogarszającej się sytuacji na froncie, niemieckie dowództwo widziało przyszłość w odrzutowcach z powodu używanego w nich paliwa, kerozyny, łatwiejszej i tańszej w produkcji od benzyny). Złożono nawet wstępne zamówienie na 30 maszyn przedseryjnych, ale 27 marca 1943 roku wydano zakładom Heinkla polecenie przerwania prac nad projektem He 280 i skupieniu się na produkcji samolotów bombowych.
Jednym z powodów tej decyzji był podział między zakładami lotniczymi, które oddelegowano do prac nad różnymi typami maszyn (Heinkel miał specjalizować się w produkcji bombowców), jednak najważniejszym czynnikiem były postępy w pracach nad bardziej obiecującym Messerschmittem Me 262. He 280 miał gorsze osiągi, słabsze uzbrojenie, mniej solidną konstrukcję, zwłaszcza podwozia i nie do końca dopasowane silniki. Ostatecznie z 9 zbudowanych maszyn, dwie utracono w próbach, a kolejne uczestniczyły w różnych testach, głównie silników. Dopiero 5 prototyp otrzymał podstawowe uzbrojenie składające się z 3 działek MG 151 kalibru 20 mm.
