1944年10月16日，C型機真正意義上的首架原型機Ar234V19在楊森的駕駛下完成首飛，它配備了四台BMW003A發動機和新設計的座艙。11月15日，V20也加入試飛行列，它的設計與V19基本一樣。近20天後的11月24日，V21也完成首飛，它安裝了將用於C-3量產型的座艙，其下方裝有兩門20毫米固定前射機炮。截至戰爭結束，Ar234V22、V23、V24和V25等四架原型機也陸續進入試飛階段。Ar234在執行轟炸任務時，遭遇的最大難題是飛行員難以同時兼顧駕駛飛機和瞄準目標兩項重任。為此，阿拉多的工程師們提出研製C-3的雙座型C-5，該機在飛行員座椅側麵略微靠後的位置增設一個轟炸瞄準員座椅，設計師們認為此舉對飛機性能不會造成多大影響。Ar234C-6為C-5的偵察機型，C-7為夜間戰鬥機。
C係列計劃中的最後一個機型是Ar234C-8，它以兩台推力各為1050公斤的Jumo004D發動機為動力。換發的原因是BMW003的產量遠不能滿足Ar234的需求。換發後的新機型的最大速度大約下降了90公裏/小時。
1945年2月，C型機的第一條生產線在阿爾特勒奈維茨建立，德國人還打算在勃蘭登堡設立第二條生產線。此時空軍已經定購了1795架C-3、330架C-4、1395架雙座機型和290架C-7.到戰爭結束，隻有19架C-3和少量C-4完工，它們中的大部分被蘇軍繳獲，隻有少數在戰爭結束前被第1補充轟炸機聯隊第1大隊（I/EKG1）和KG76接收。
實戰檢驗
1944年春，德國空軍開始考慮用Ar234來對正在英國準備登陸法國的盟軍實施偵察，傳統的活塞式偵察機因速度慢很難在英國上空全身而退，Me262的航程太短，也無法執行這類任務。航空部技術處主管西格弗裏德·科內邁爾上校建議用2架A型機（V5和V7）對盟軍占區進行幾次實驗性質的偵察行動，飛行員是來自空軍最高司令部實驗單位的霍斯特·格茨和埃裏希？佐默。格茨於1944年6月1日首次試飛了Ar234V5，佐默在四天後試飛了V4.6月26日，佐默首次駕駛V7，並在11000米高度飛出了950公裏/小時的最大速度。3天後，佐默駕駛V7完成了一次遠程飛行，他於當天早上11點55分駕駛加滿油的V7起飛，在飛行了2小時15分鍾後，於下午2點15分降落，飛行距離達1，430公裏，超過了此前任何一架原型機的最大飛行距離記錄。借助噴氣發動機帶來的性能優勢，Ar234可輕鬆突破盟軍的防空體係，對盟軍的動向進行偵察，Ar234也是戰爭末期少數幾種能夠自由出入盟軍占領區上空的德國戰機之一。
1944年8月2日，艾裏希？佐默駕駛Ar234V7從瑞文庫特起飛，對法國境內的盟軍進行了偵察，從而完成了曆史上首次噴氣飛機偵察行動。佐默返回基地時，驚喜的發現霍斯特格茨剛剛駕駛著V7機從德國趕來。在隨後的幾天裏，兩人多次駕駛Ar234對盟軍占領區進行偵察，其中甚至還對英國進行了幾次偵察。此後由於盟軍部隊的逼近，兩人在8月28日不得不撤往比利時的謝夫爾，在這次飛行的途中，格茨座機的液壓係統因友軍高炮誤擊受損，被迫前往勃蘭登堡修理。但當格茨駕駛V5機飛抵勃蘭登堡時，卻沮喪的發現當地機場在剛剛過去的盟軍空襲中遭受重創，根本無法降落。格茨無奈之下，隻得改飛奧倫堡迫降，V5機的座艙擋風玻璃在迫降過程中被震碎，大量石塊飛入座艙並擊中了格茨，導致格茨眼部受傷並出現短暫的失明現象。在格茨被救出飛機後，一架在跑道上滑跑的Fw190戰鬥機不慎撞上了V5機，V5機徹底被毀，Fw190的飛行員則當場身亡。
格茨在身體康複後，於9月27日駕駛Ar234S12機重返戰場，到此時裝備Ar234偵察機的作戰單位已被命名為“麻雀特遣隊”，該部當時駐紮在德國西北的萊茵。就在9月，維爾納·穆菲上尉、沃爾夫崗？齊澤中尉和瓦爾特·文特中士也加入“麻雀特遣隊”，他們駕駛三架被改裝為偵察機的Ar234B型機參加作戰。到當年11月10日，特遣隊隊長佐默離隊，前往沃爾姆斯附近的比布利思組建第二支裝備Ar234的偵察機部隊，即“長矛特遣隊”。
按阿拉多公司試飛員的說法，Ar234A和B型在性能上的差別很小，但德國空軍的飛行員卻並不這麼認為，他們聲稱Ar234原型機的最大速度要比量產至少快50公裏/小時，他們同時指出，B型機的裝配質量不佳，機身蒙皮極易受損，座艙內還存在漏氣現象。但從地麵操作角度看，裝有常規起落架的B型機無疑要實用的多，它可直接在跑道上滑跑起飛，而無需花費20分鍾來將飛機安置於滑車上。另外，Ar234在維護保養所需的時間要少於配備GM1動力增強噴射係統的Ju88T。Ar234更換一台發動機的平均時間為25小時。
“麻雀特遣隊”唯一一次飛機失事事故發生於11月25日，當時文特在奧倫堡剛剛挑選了一架嶄新的Ar234，當他駕機剛剛起飛勵地，地麵的觀察人員就發現飛機的右側發動機起火，他們試圖向文特發出警報，但不知何故，文特座機的電台毫無反應。文特的Ar234在起飛時使用了起飛助推火箭，助推火箭關閉後不久，失去一台發動機動力的飛機向左飛行，但僅過了幾秒，飛機突然開始迅速翻滾並撞向地麵，文特當場身亡。
1944年11月底，“麻雀”和“長矛”兩個特遣隊開始奉命飛越馬斯河對盟軍進行偵察，以為將要開始的阿登戰役搜集敵軍情報。受惡劣天氣影響，行動的開始日期被一再推遲。但空軍最後下令兩支特遣隊必須不惜一切代價立即開始行動，於是佐默於12月3日駕機在烏雲籠罩的天氣下起飛，為避免遭受盟軍高炮攻擊，他在列日附近飛行時，緊緊跟在一架美軍C-47運輸機的身後。當天由於能見度太低，佐默無法用相機對目標拍照，僅在目標上空作了目視偵察。但目視偵察獲得情報極不可靠，因此4小時後，“麻雀特遣隊”有又派出了Ar234再次對盟軍進行偵察，這次德機設法在雲層下飛行，拍攝到了清晰的照片。
到1945年春季，又有1（F）/33、（F）/100和1（F）/123三支遠程偵察中隊陸續裝備了Ar234，它們的指揮官分別是哈塔恩上尉、霍爾特上尉和費爾登。1945年2月11日，漢斯·費爾登被英國空軍第274中隊的“風暴”戰鬥轟炸機擊落，成為第一架被盟軍擊落的Ar234偵察機。費爾登陣亡後，格茨接過了1（F）/123的指揮棒，當時該中隊已經和“麻雀特遣隊”建立起了緊密的合作關係。
1945年3月14日，佐默率領“長矛特遣隊”移駐意大利的烏迪內，Ar234的到來使德軍在幾個月來首次獲得了盟軍在意大利全部行動的照片。特遣隊來到意大利時擁有3架飛機，但不久就被盟軍擊落了兩袈。其中格尼斯默在4月11日被美軍第52戰鬥機大隊的P-51野馬戰鬥機擊落，格尼斯默跳傘逃生時頭部被飛機尾翼擊中，導致顱骨骨折，格尼斯默落地後雖被德軍救起，但仍於兩天後因傷勢過重在費拉拉的一所醫院裏不治身亡。特遣隊的另一位飛行員阿諾德在執行了兩次任務後，在飛行的起飛過程中被盟軍戰鬥機擊落。佐默則繼續堅持作戰到4月24日。而在此之前的3月23日，格茨指揮的1（F）/123轉移到萊茵賽倫，4月6日又轉至布蘭肯塞，最後在5月2日轉至霍恩迎來了德國最後的戰敗，德國人在盟軍到來前將剩下的Ar234全部炸毀，以免它們落入盟軍手中。
末日雷霆
第76轟炸機聯隊成立於1935年，是德國空軍資格最老的轟炸機作戰單位之一，曾參加過波蘭戰役、法國戰役、不列顛之戰及巴巴羅薩行動。從1942年開始，KG76調往地中海地區作戰，KG76於1944年3月移駐奧地利林茨附近的赫爾蘭，準備換裝Ar234.
1944年6月7日，第76轟炸機聯隊第3大隊前往位於阿爾特特隆訥的阿拉多工廠等待接收噴氣轟炸機。首批量產型Ar234於8月末運抵後，III/KG76的飛行員被分成三組接受訓練：一組接受飛行訓練、一組等待接受飛行訓練、第三組則前往阿拉多設在薩甘-屈伯的工廠接受技術直到。整個訓練項目為時12周，技術指導由導航理論、彈道學、噴氣推進和無線電通訊等科目組成。除學習技術知識外，飛行員們每天還得聽取一小時的納粹理論演講。
Ar234的換裝訓練十分簡單，受訓的飛行員首先在Fw190戰鬥機上進行一些常規飛行，隨後他們轉而駕駛Bf110重型戰鬥機上進行類似訓練，然後飛幾次He111轟炸機後便直接改飛Ar234.這樣的訓練顯然無法滿足換裝Ar234需要，導致訓練事故率居高不下，其原因並非是Ar234難以駕馭，而是飛行員們已經習慣了速度緩慢的活塞轟炸機，一時無法適應飛行速度快得多的噴氣飛機。大部分事故發生在降落階段，飛行員們在此時常常錯誤判斷飛機的飛行速度，致使飛機衝出跑道。直到1945年初，負責換裝訓練的單位獲得了幾袈Me262B-1a噴氣教練機後，這種情況才得到了好轉。
受換裝訓練中的問題多多的影響，III/KG76直到1944年12月21才初步形成戰鬥力，當時III/KG76在明斯特-漢德爾夫部署了16架Ar234.受惡劣天氣的影響，Ar234直到12月24日才首次執行了轟炸任務，III/KG76當天轟炸了列日，每架飛機攜帶一枚500公斤炸彈。第二次行動在當天下午進行。聖誕節上午，III/KG76再次出動Ar234對盟軍發動空襲，德機遭到了英國空軍第80中隊的“風暴”戰機的攔截，阿爾弗雷德·弗蘭克駕駛的Ar234遭受重創後，在荷蘭緊急迫降，飛行員安然無恙。