Для серийного производства самолет Ю-290 начали готовить в Бернбурге в самом начале 1942 года. Некоторые доработки крыла и иллюминаторов с последующими испытаниями задержали его серийный выпуск до осени.

Первая серийная модель самолета Ju-290A-0 увидела свет в октябре 1942 года. На нее был установлен двигатель BMW 801L, обладающий взлетной мощностью в 1600 л.с., а на высоте в 4600 метров – 1380 л.с. Две единицы самолета Ju-290A-0, а также появившиеся несколько позднее Ju-290 A-1 были выпущены в транспортном варианте, укомплектованные вооружением самолета Ju-90 V-8. Дабы увеличить вооружние, непосредственно в военных частях местные техники устанавливали на них еще пару пулеметов MG-15, выставляя их в боковые окна.

Высочайшая потребность в тяжелых транспортных самолетах, испытываемая люфтваффе, заставляла забирать их прямо с конвейера. Большинство выпускаемой техники даже не успевало попасть на склад. Первые модели самолетов были срочно брошены для снабжения небезызвестной 6-й армии Паулюса, угодившей в окружение под Сталинградом. Один из первых самолетов этого выпуска проходил боевые испытания прямо на поле боя. Начались они 10 января 1943 года. В качестве груза в нем перевозились раненые немецкие солдаты. На третий день он разбился вместе со всем своим «грузом». Другую модель транспортника во время прибытия под Сталинград атаковали советские ЛаГГ-3. В результате повреждений он не смог сесть на Сталинградский аэродром и был вынужден возвратиться обратно.

Тогда же, вблизи аэродрома Темпельхофф, что под Берлином, формировали так называемую «четырехмоторную транспортную эскадрилью», командиром которой был назначен капитан Браун. Вскоре она получила название LTS-290, поскольку в планах командования было оснащение ее самолетами Ju-290. К этому моменту ее состав был достаточно разношерстным. Она могла похвастаться двумя Ju-290, четырьмя Ju-90B разных модификаций, а также одним Ju-252 V-5 и втесавшимся сюда FW-200B. В марте 1943 года команду перебросили в Гроессто для снабжения войск воюющих в Тунисе, на острове Сардиния и на Корсике. К апрелю оба Ju-290, входившие в ее состав, были утеряны.

В то же время было решено переделать выпускающиеся Ju-290 в морских разведчиков. Это явилось следствием многих и весьма настойчивых требований воздушного командования «Атлантис». Им требовался самолет, который мог бы действовать на маршрутах трансатлантических конвоев, дорогами которых союзники поставляли грузы воюющему Советскому Союзу. Используемые до этого самолеты FW-200 становились все более уязвимыми в свете усиливающейся системы ПВО англо-американских сил.

Первый вариант морского разведчика был получен путем несложной переделки транспортника Ju-290A-1, на который был установлен дополнительный бензобак, дополнительная башня для стрелка и навигационное оборудование. Но впоследствии была выпущена специальная серия морских разведчиков Ju-290A-2. Помимо специальной навигационной техники на него устанавливался локатор FuG «Хохентвиль». Было проведено несколько модификаций этой модели.