仅仅两天后的2月9日，第一架原型机Do31E-1就首飞成功。不过该机并没有安装翼尖发动机吊舱，所以只能依靠两台“飞马”5发动机进行常规起降飞行。第二架原型机Do31E-2是一架地面静态测试机身，最后毁于破坏性测试。第三架原型架Do31E-3是架全状态飞机，在1967年7月14日进行了首飞，试飞员是另一位名叫伍德的美国人。接下来该机被用于扩展飞行包线，最后在1968年1月实现了首次垂直起飞-水平飞行-垂直降落循环。
两架Do 31试飞原型机与大型悬停台架的合影
第三架原型架Do 31E-3
Do31具有典型的运输机机身，平尾高置，尾舱门兼做装货坡道，能装3.3吨货物或一个全副武装的步兵排。前机身左侧有一个人员进出舱门，驾驶舱上方有逃生舱门。Do31采用前三点式起落架，前后起落架都是双轮形式并向后收回。平直上单翼前缘略微后掠，后缘内侧有襟翼，外侧有副翼，垂尾后掠，垂尾安装在垂尾中段。
Do 31具有典型的运输机机身，平尾高置，尾舱门兼做装货坡道
Do31安装了数量惊人的十台发动机，分别是两个机翼中段吊舱中的两台“飞马”5发动机（单台最大推力7030千克），以及两个翼尖吊舱中的8台RB.162升力发动机（单台推力2000千克）。翼尖吊舱的顶部和底部都有纵向对开舱门，在升力发动机启动前打开。
Do 31安装了数量惊人的十台发动机，分别是两个机翼中段吊舱中的两台“飞马”5发动机（单台最大推力7030千克）
以及两个翼尖吊舱中的8台RB.162升力发动机（单台推力2000千克）
RB.162升力发动机的喷管可前后偏转15度以提供悬停操控，两侧吊舱发动机的喷管同步偏转就能使飞机前后移印，差动偏转就能使飞机旋转。当一侧吊舱中某台发动机出现故障后，控制系统会自动关闭另一侧吊舱中的对应发动机，防止飞机翻转。该机的尾部还有一个喷嘴能提供俯仰控制。道尼尔公司还设计了一种没有翼尖升力发动机吊舱的Do31，仅靠“飞马”发动机进行短距起降。这个设计看起来更加实用，却不被军方看好。
RB.162升力发动机的喷管可前后偏转15度以提供悬停操控，两侧吊舱发动机的喷管同步偏转就能使飞机前后移印，差动偏转就能使飞机旋转
Do 31原型机短距起降的连续镜头
Do 31尾部的俯仰喷嘴
1968年初，美国国家航空和航天局（NASA）Do 31表示出浓厚兴趣，认为能在Do31基础上研制出一种彻底摆脱机场束缚的垂直起降客机，缓解航空港日益拥挤的局面。NASA和道尼尔在1969年初签订正式合作协议，NASA在美国制造了一个Do31的飞行模拟器培训自己的飞行员，然后把他们送到德国协助Do 31项目进行试飞。
道尼尔公司此时也在加紧设计该机的生产型Do 231，这是一种能载客100人的垂直起降客机。Do231采用后掠上单翼，T形后掠尾翼布局，机翼内侧安装两台带矢量喷管的RB.230涡扇发动机（单台推力10900千克），外侧是垂直升力发动机吊舱，每个吊舱容纳有4台RB.202升力发东西（单台推力5940千克），此外还在机头和机尾各布置了两台RB.202，使发动机总数达到了14台！
Do 31与DO 231的大小对比
此外还有Do 231M军用运输机，具有凸起的后机身蛤壳式装载门。
Do 231垂直起降客机与Do 231M军用运输机设计
Do 231的12台升力发动机是怎么布置的
Do 231的14发布局充分显示出德国人面多加水水多加面的直线思维 虽然Do 31在试飞中表现很好，但NASA对其运营成本的分析后发现该机根本无法与传统喷气式客机抗衡，安装了10台发动机的Do31复杂而昂贵，维护成本相当高。虽然Do31是一架非常有趣的飞机，但并不实用，垂直起降的强大喷流会毁坏屋顶，破坏跑道，并产生巨大噪音，最后还是需建设专门的垂直起降机场。
北约在20世纪60年代末转向灵活反应理论，不再强调大规模核打击报复，对垂直起降运输机也就失去了兴趣。该项目最后在1970年4月被取消，Do31E-3原型机也被德意志博物馆收藏。
后记
西德在垂直起降飞机上的屡败屡战其实并不是该国所独有的现象，事实上在20世纪60年代的十年中，全世界都为垂直起降飞机疯狂，但看似巧妙的设计和完美的技术在实践中往往被证明华而不实，这种困惑并不仅限于德国。当时全世界总共制造出几十种垂直起降飞机原型机，最后只有英国的“鹞”式和苏联的雅克-38投入量产。
垂直起降飞机面对的最大的问题不是技术，而是为垂直起降付出的重大代价，所以大多数国家在权衡利弊后放弃了研制。