Как уже отмечалось, Do 217 Е-2 появился позже модификации Е-3, но опытные полеты его прототипа Do 217 VII начались еще в октябре 1940 года, то есть до появления Do 217 Е-3. Предполагалось, что Do 217 Е-2 будет использоваться как пикирующий бомбардировщик, поэтому на нем был установлен немного улучшенный хвостовой воздушный тормоз для ограничения скорости пикирования. Надо отметить, что механизм, приводящий в действие воздушный тормоз, был также на Do 217 Е-1 и Е-3. Но он бездействовал. Видимо, его оставляли на всякий случай, в надежде, что когда сам тормоз будет доведен до совершенства, эти бомбардировщики можно будет быстро превратить в пикирующие.

Другим новшеством самолета Do 217 Е-2 стала замена задней верхней линзовой установки MG 15 на электромеханическую турель с одним 13-мм пулеметом MG 131. Турель имела как электрический, так и ручной привод горизонтального вращения. Горизонтальный обстрел был круговым, а вертикальный - от 0 до 85 градусов. Пулемет MG 131 использовал патроны с электровоспламенителем капсюля. Это увеличивало скорострельность (отсутствовал ход механических частей) и упрощало синхронизацию, позволяя использовать электроблокировку оружия для предотвращения прострела частей своего самолета. Боезапас в 500 патронов был удачно размещен внутри подвижного кольца турели. Поэтому обычно громоздкий рукав питания пулемета отсутствовал. Скорострельность MG 131 составляла 900 выстрелов в минуту. При начальной скорости в 750 м/с, бронебойно-трассирующая пуля, выпущенная из этого пулемета пробивала 17-мм броню с расстояния 100 метров и 11-мм броню - на расстоянии 300 метров. Таким образом, турельная установка значительно повышала обороноспособность бомбардировщика Do 217. Недостатками этой установки были чувствительный для самолета вес (62,5 кг) и прекращение стрельбы турельного пулемета в случае повреждения электросистемы.

Для нижнего стрелка вместо MG 15 также установили более мощный 13-мм пулемет MG 131с боезапасом в 500 патронов. Кроме того, на бомбардировщике стояли два 7,9-мм пулемета MG 15 по бокам фонаря кабины, один MG 15 сквозь правую половину носового остекления и неподвижная 15-мм пушка MG 151 слева внизу носовой части. Обычная (внутренняя) бомбонагрузка самолета составляла 2500 кг, а максимальная (с наружной подвеской бомб) могла доходить до 4000 кг.

Силовая установка Do 217 Е-2 состояла из двух двигателей BMW 801 ML и не отличалась большей мощностью. Но винты имели теперь металлические лопасти, а диаметр винтов увеличен c 3,8 до 3,9 метров. Максимальная скорость бомбардировщика составляла 514 км/ч на высоте 5200 м.

Серийное производство Do 217 Е-2 началось весной 1941 года, и некоторое время шло одновременно с выпуском Do 217 Е-1. В начале лета 1941 года несколько Do 217Е-2 были направлены для полевых испытаний в Stab./St.G 2. Но результат оказался неутешительным. Хотя сам механизм воздушного тормоза действовал хорошо, хвостовая часть самолета продолжала испытывать слишком сильные перегрузки, особенно при полностью раскрытых лепестках тормоза. Нередко при этом искривлялась и торсионная тяга, приводящая в действие тормоз, механизм заедало в раскрытом положении, и тормоз приходилось аварийно сбрасывать.

Несмотря на неудачу, Технический комитет продолжал настаивать на том, чтобы новый бомбардировщик был пикирующим. Это упорство можно понять. Поскольку для поражения движущихся целей, таких как маневрирующий в открытом море корабль, или для нанесения точечных ударов в условиях плохой видимости пикирующий способ бомбометания оставался предпочтительнее. Стремясь выполнить это требование, конструкторы Дорнье летом 1941 года создали и испытали самолет с обычными воздушными тормозами, которые располагались на нижней поверхности крыла между мотогондолами и фюзеляжем. Их установили на серийный Do 217 Е-2. Но во время испытаний самолет потерпел катастрофу. Впоследствии выяснилось, что непосредственной причиной аварии стали не воздушные тормоза, а заклинивший триммер руля высоты, который не позволил летчику успешно вывести самолет из пикирования. Тем не менее, все попытки сделать Do 217 пикирующим бомбардировщиком после этого были прекращены.

Поскольку фирма Дорнье не смогла обеспечить надежную работу хвостового тормоза, Do 217 Е-2 стали поступать на вооружение люфтваффе с запасным хвостовым обтекателем, который прямо на заводах укладывался в бомбоотсек. Личный состав авиаподразделений быстро заменял ненадежный и редко используемый воздушный тормоз на обычный обтекатель.

В конце 1941 года авиазаводы Дорнье стали переходить с производства Do 217 Е-2 к выпуску новой модификации Do 217 Е-4. От своих предшественников этот самолет отличался только улучшенными двигателями BMW 801 С.

К 1943 году люфтваффе получили новый тип антикорабельного оружия - радиоуправляемые бомбы Henschel Hs 293А и FX 1400 Fritz-X. Бомбу Hs 293А правильнее было бы назвать планирующей или крылатой бомбой. Она была прообразом современных крылатых ракет и выглядела как маленький самолет или планер с перевернутым хвостовым оперением. В средней части этой "бомбы" находилось крыло размахом в 3,1 метра. Носовая часть представляла собой боеголовку весом в 500 кг. В хвостовой части располагалась радиоаппаратура. Под фюзеляжем находился ракетный ускоритель. Особый рукав внутри крыла самолета подводил к бомбе теплый воздух, сохраняя внутри нее постоянную температуру, необходимую для нормальной работы всех устройств. Hs 293А подвешивалась под крылом бомбардировщика и сбрасывалась с высоты 1300-1400 м на расстоянии около 8 км от цели. После сброса ракетный ускоритель разгонял "крылатую бомбу" до скорости 600 км/ч. Затем она начинала планировать в сторону цели, управляясь по радио. Наведение Hs 293А на цель производилось штурманом-бомбардиром с помощью небольшой рукоятки на радиопередатчике. Чтобы штурман не потерял бомбу из виду, на ее "хвосте" устанавливалась сигнальная вспышка.

Бомба Henschel FX 1400 Fritz-X так же была радиоуправляема, но не имела ни крыла, ни ракетного ускорителя. На хвостовой части этой 1400-кг бомбы устанавливался кольцеобразный стабилизатор увеличенной площади с горизонтальными и вертикальными рулями. Это позволяло сделать падение FX 1400 замедленным и управляемым. Бомбу сбрасывали с большой высоты. Во-первых, потому что необходимо было иметь запас времени для наведения ее на цель, а во-вторых, бомба должна была разогнаться до определенной "ударной" скорости, чтобы, пробив бронепалубу боевого корабля, взорваться внутри, нанеся ему наибольшие повреждения. На хвосте Fritz-X так же устанавливалась яркая сигнальная вспышка.

Небольшое количество последних серийных бомбардировщиков Do 217Е-4 еще в заводских цехах были переделаны в самолеты-носители радиоуправляемых крылатых бомб и получили обозначение Do 217 Е-5. Под крылом этих бомбардировщиков с внешней стороны от мотогондол располагались два бомбодержателя ETC 2000/XII. Кроме того, на самолете устанавливался радиопередатчик FuG 203b Kehl III, а на планирующей бомбе Hs 293 - приемник FuG 230b Strassburg.