На початку 1934 року операційний штаб люфтваффе закінчив розробку концепції одномісного суцільнометалевого винищувача-моноплана, на основі якої Технічний департамент видав специфікації для вибраних контрагентів, включаючи "Арадо флюгцойгверке".Конструкторське бюро "Арадо" під керівництвом Блюма (Вальтер Ретхель - творець всіх попередніх винищувачів "Арадо" - пішов в "Байеріше флюгцойгверке") не мало ніякого досвіду ні в роботі з суцільнометалевими конструкціями, ні в проектуванні шасі, що забирається. В результаті було вирішено зупинитися на шасі, що не забиралося, вважаючи, що збільшений аеродинамічний опір компенсуватиметься скороченням загальної ваги за рахунок відмови від механізму прибирання і відсутності вирізів під ніші шасі в конструкції крила. Шасі було добре закрите обтічниками, а висота стійок була скорочена за рахунок застосування конфігурації крила типу зворотної чайки. Проте, із-за помилок в розрахунках літак виявився перетяженим, що з'їло всю економію в результаті відмови від прибираних стійок шасі.Аr.80 мав одноланжеронне крило з металевою обшивкою зверху і тканинною знизу. Через відсутність досвіду роботи з суцільнометалевими монококовими конструкціями фюзеляж був виконаний у вигляді зварної ферми із сталевих труб до яких в носовій частині кріпилися знімні панелі з легкого сплаву, а хвостова утворювалася клепаними металевими смугами. Перший дослідний Аr.80-V1 мав двигун "Кестрел-VI", такий, що раніше стояв на Аr.67а. Винищувач поступив на випробування на початку весни 1935 року. До нещастя, при польоті на малій висоті пілот втратив управління і врізався в землю, літак був списаний. Другий Аr.80-V2 (D-ILOH), що чекав у той час постачання двигуна Jumo-210, був в результаті аварії першого літака закінчений з двигуном "Кестрел-V" потужністю 695 л.с. на злеті і 640 л.с. на висоті 4300м з дерев'яним гвинтом фіксованого кроку.Випробування Аr.80-V2 з двигуном "Кестрел" були такими, що абсолютно розчаровують. Маса конструкції літака була надмірною - порожня вага була 1631кг або на 16% більше розрахункового. Як наслідок при нормальній злітній вазі в 2100кг потужності двигуна явно не хватало. Одночасно значно вище розрахункового опинився і аеродинамічний опір. В результаті максимальна швидкість на висоті 4000 м ледве досягала 410км/год. На початку 1936 року Аr.80-V2 був переоснащений на двигун Jumo-210С, але це тільки дещо поліпшило висотні характеристики, а скоропідйомність і швидкість у землі навіть знизилися. "Арадо" розраховувала, що установка гвинта змінного кроку дозволить підвищити максимальну швидкість до 422км/год на висоті 4000м, але після польотів Аr.80-V2 у випробувальних центрах Травемюнде і в Рехліне стало ясно, що ніякого сенсу продовжувати роботу над винищувачем не немає.До цього часу збірка третього дослідного літака Аr.80-VЗ (D-IРВМ) була закінчена. Новий літак мав меншу вагу за рахунок відмови від "переверненої чайки" на користь прямого крила. Аr.80-VЗ був оснащений двигуном Jumo-210С і гвинтом фіксованого кроку. У 1937 році літак отримав закрилки Фаулера, які планувалося встановлювати на подальших літаках "Арадо" (Аr.198 і Аr.240). Пізніше літак отримав другу кабіну для спостерігача і у такому вигляді використовувався з 1938 року.