В ответ на спецификации 1937г. на двухместный многоцелевой палубный самолет "Арадо" и "Физелер" предложили свои проекты и получили контракты на три опытных самолета каждая, обозначенных Аr.195 и Fi.167. Машины были испытаны летом 1938 г. Ar.195 вскоре был признан не отвечающим своим задачам, а Fi.167 полностью удовлетворял заданию, и дополнительно была заказана установочная серия из 12 машин.
Самолет был спроектирован Рейнхольдом Мевесом. Особое внимание было уделено технологичности конструкции и простоте обслуживания. Fi.167 представлял собой несколько угловатый двухстоечный биплан. Вся моторама двигателя могла открываться отсоединением листов обшивки из легкого сплава для доступа при обслуживании. Задняя часть фюзеляжа представляла собой монокок с работающей обшивкой. Двухлонжеронное крыло имело по две пары Х-образных стоек. Оно складывалось назад на шарнире сразу за внутренней стойкой. Вдоль всего размаха верхних и нижних крыльев шел автоматический предкрылок. Hа нижнем крыле были закрылки большой площади. Прочные стойки шасси имели амортизаторы с длинным ходом, позволяющие гасить большие вертикальные скорости.
Испытания показали прекрасные характеристики Fi.167-V1 на малых скоростях. С полным газом и взятой на себя ручкой самолет мог садиться почти вертикально. В одном из полетов под управлением Герхарда Физелера самолет снижался над одним местом вертикально с высоты 3000 м до 30 м. Fi.167 достиг заданной максимальной скорости, а боевая нагрузка оказалась в два раза выше заданной. Первые летные испытания оказались настолько успешными, что Физелер решил не делать третий опытный самолет, а сразу готовить установочную партию Fi.167a-0.
Предсерийные самолеты мало отличались от Fi.167-V1 и V2. Основными изменениями по результатам испытаний в Рехлине были установка колес низкого давления и большего диаметра, нового пламягасителя, изменение воздухозаборника двигателя DB-601В и установка триммеров Флеттнера на оперении. Другие изменения включали улучшение механизма сброса основных стоек шасси (болты, нагруженные пружинами, освобождались электрически) и установку надувной двухместной лодки.
Тем временем авианосец "А" получил название "Граф Цеппелин" и 8 декабря 1938г. был спущен на воду, но вступление его в строй затягивалось до лета 1940г. В результате производство Fi.167a-0 не имело никакой приоритетности, а первый Fi.167a-01 (ТJ+АJ) приступил к летным испытаниям только в конце 1938 года. К этому времени Технический департамент решил в качестве палубного пикировщика использовать Ju.87c-0, а на Fi.167a возложить задачи разведчика и торпедоносца. Следующий удар по биплану "Физелера" нанесло в мае 1940г. решение приостановить работы на "Графе Цеппелине". Тем не менее все самолеты первой партии были приняты люфтваффе летом 1940г. Для войсковых испытаний была сформирована опытная эскадрилья "167". В конце сентября 1941г. одиннадцатый Fi.167a-0 (KG+QE) был передан в исследовательский центр "Даймлер-Бенца" в Эхтердингене для испытания двигателей. Когда 13 мая 1942 года было решено возобновить работы на авианосце, "эскадрилья 167" с девятью Fi.167 была переведена в Голландию для так называемых "напряженных испытаний" на голландском побережье. Однако, биплан "Физелера", несмотря на уникальные летные характеристики, уже не рассматривался как возможный боевой палубный самолет. К этому времени люфтваффе возобновило подготовку палубных эскадрилий и решило в качестве бомбардировщика-торпедоносца использовать вариант Ju.87d, получивший обозначение Ju.87e. Fi.167 оставались в Голландии до начала 1943г, участвуя в различных опытных программах, включая исследования по камуфлированию морских самолетов. Затем 167-я зскадрилья вернулась в Германию и была расформирована. Fi.167 вернулись на "Физепер" для капитального ремонта. Три из них были потом поставлены ДФЛ для испытаний шасси в Будвейсе, где опробовали амортизаторы при различных условиях, причем как в конфигурации биплана, так и полутораплана с высокой нагрузкой на крыло. В последнем варианте нижнее крыло отсоединялось сразу за стойками шасси, которое получило дополнительные раскосы. Hесколько оставшихся Fi.167 были проданы Румынии и их дальнейшая судьба неизвестна.