8月15日，德军对英军战斗机部队发动了全面的大规模空中进攻，掀起了开战以来的第一个空袭高潮。德军24小时内共出动飞机1786架次，这一天的作战，首先由德军第2航空队发起。11时30分，第2航空队的40多架俯冲轰炸机在邓杰内斯角附近遭到英军战斗机拦截后，立即转弯并成功地突击了利姆机场和霍金奇机场。
8月16日，德国空军的主要目标是西莫灵机场和唐莫尔机场，以及英军战斗机部队所属的戈斯波特、索伦特海峡畔利村、布里兹诺顿、哈韦尔和范堡罗等机场。唐莫尔机场的很多建筑物和14架飞机在地面被炸毁或炸伤，水电供应暂被切断。这一天，德军出动飞机1720架次，损失45架飞机；英军损失21架战斗机，另有46架飞机在地面被炸毁。
8月18日，德国空军又对肯利、克罗伊顿、比津山、西莫灵等机场进行了一系列大规模空袭。德军损失71架飞机，英国战斗机部队损失27架。此后直到24日早晨，因天气不好，德军暂时中止空袭。
8月19日，德军决定改变作战方针，将全面进攻改为重点进攻，集中力量打击英国战斗机部队的主力——第11航空队所在的英国东南地区的空军基地。戈林命令，英国的战斗机部队作为今后昼间大规模攻击的主要目标，要用足够的轰炸机去诱骗担负防空任务的英军战斗机中队；第2、第3航空队要尽最大可能削弱英国战斗机部队。
8月24日，德国对英空袭重新开始。英军发现德军突击编队中的战斗机比以前多了，轰炸机少了，而且德军的战斗机始终靠近轰炸机，不像以前那样飞得过高或离得太远。相反，担负护航的德军战斗机飞行员感到，英军的飞行员不愿与他们交战，而把主要精力放在对付德军的轰炸机上。于是，德军便使用小股战斗机编成密集队形一批接一批地出动，使其在雷达屏幕上看起来像轰炸机，以此诱骗英国战斗机升空作战。待英军战斗机与德军战斗机打得弹尽油绝、不得不回到地面加油充弹时，德军轰炸机才猛扑英军机场，轰炸停在机场上的英军飞机。
8月25～26日，德军照例在上午使用小编队进行广泛的、无目的的袭扰性轰炸，尽管这些作战没有给英军造成什么破坏，但疲惫了英军战斗机部队。下午，德军使用大规模突击力量进行突击。两天之中，德军损失飞机61架；英军损失42架，虽然损失不如德军大，但已远远超过英国战斗机部队所能承受的程度。
30和31日，德军增大攻击强度，昼间出动1300～1400架次，空袭英军第11航空队的比津山、卢顿、代特林、德伯旦和东教堂等机场；夜间仍然出动200余架飞机继续空袭利物浦—伯肯黑德等城市。从8月28日至31日，德国空军共出动飞机5141架次，昼夜不停地对英国的机场、雷达站和城市进行轰炸。
从8月24日～9月6日，德军在对英军战斗机部队的重点进攻中，共出动13724架次，平均每天出动近千架次。英军共出动战斗机1万多架次，平均每天出动近800架次。在激烈的作战中，德军共损失飞机380架，英军损失286架。经过12天的紧张轰炸，英国战斗机部队受到很大损失，到9月6日，英国空军的飞机已入不敷出，后备飞机储备不足200架，几乎难以支撑。
9月7月下午17时，德军第2航空队组织1020架飞机向伦敦进发，其中包括372架轰炸机和648架护航战斗机。英国空军第11航空队的指挥官以为，德军的空袭机群还会像以往那样扑向他们的机场、雷达站和指挥机构，所以仍将已经起飞的23个战斗机中队集结在泰晤士河以北，以抗击德军对其战斗机部队的空袭。因此，通向伦敦的空中之路基本上是畅通无阻的。德军的突击编队只受到很小的干扰，300多架轰炸机中有247架突入伦敦市区，共投高爆炸弹335吨、燃烧弹440吨。伦敦市区受到很大损失，300多平民被炸死，1300多人受重伤。在这次轰炸中，英军先后有21个中队与德机交战。德军损失41架飞机；英军损失28架战斗机，另有16架遭到严重损坏。
德国空军抛下英国的战斗机部队将进攻矛头转向英国城市，给疲惫不堪的英军战斗机部队以喘息之机。
9月9日下午，德军第2航空队又对伦敦发动了第二次大规模的昼间轰炸。这一次，英国空军第11航空队早有准备，有9个中队进入预定空域；第10航空队和第12航空队也紧密配合。英军第11航空队司令帕克把他的中队部署在前沿以迎击两个德军突击编队。第一支突击编队被拦截，并被迫把炸弹投在坎特伯雷。第二支突击编队在英军战斗机的猛烈攻击下被迫逃往伦敦郊外，并在郊外上空展开交战。德军轰炸机将炸弹胡乱丢在郊区。英军的战斗机对德军突击编队的拦截非常成功，致使多数德机在到达伦敦之前就被击落，只有不到半数的轰炸机冲过防线。这些冲过防线的德机在英军战斗机的不断追击下，也难于实施准确的瞄准轰炸，没有给伦敦造成什么损失。这一天德国空军损失28架飞机，英国损失19架飞机和14名飞行员。德军的战果令人失望，使希特勒不得不把入侵英国的“海狮”计划推迟到9月24日。
9月15日，德军第2航空队出动400架战斗机和近100架轰炸机轰炸伦敦。英军组织了17个中队拦截，其中11个来自第11航空队，5个来自第12航空队，1个来自第10航空队。当德机刚穿过英吉利海峡，便有一大群英军战斗机压顶而来。2个“喷火”式战斗机中队领头攻击，另外还有3个中队参加坎特伯雷上空的战斗。接着，英军第12航空队的5个中队也参加作战。“喷火”式战斗机与德国战斗机交战，而“飓风”式飞机则专门搜索轰炸机。在英军“飓风”式战斗机追击下，德军轰炸机只得钻入云层躲避，或把炸弹胡乱一丢便仓皇逃窜。
下午15时，德军发动了当天的第二次攻击。这一次，德军没有像往常那样利用佯攻去诱骗英军战斗机离开预定空域。当德军第一批飞机到达英吉利海峡上空时，英军第11航空队已命令12个中队进入预定空域。德机穿过英国海岸进入英国本土后，第11航空队又增派了7.5个中队，第12航空队也增派了5个中队，第10航空队也从西边派来1个中队。这时英军共有25.5个中队在空中迎击德军3支突击编队。德军第一支突击编队首先与2个“喷火”式战斗机中队交战。第二支突击编队则陷入一大批“飓风”式战斗机的重围，它们被迫突围，并一边撤退一边投炸弹。第三支突击编队向伦敦径直闯去，也被英军战斗机团团围住，一部分轰炸机抽身撤出战斗逃去，留下来的那些德军轰炸机及其掩护的战斗机则与英军战斗机从伦敦市中心一直打到伦敦西部郊外。接着，英军第11航空队的10个中队和第12航空队的5个中队参加了空战。这一连串的战斗，使这一天的空战达到顶峰。德机被英机击毁56架，被高射炮击落4架。英机损失26架。9月15日，被定为“不列颠之战日”。
由于德军改变了轰炸目标，英国的防空力量，特别是战斗机部队得到了喘息的机会，迅速恢复了战斗力，而德军损失很大。1941年1月，希特勒下令：除少数长期措施外，所有入侵英国本土的准备工作全部停止。事实上放弃了从海上进攻英国本土的“海狮”计划。
为了掩盖德军进攻苏联的企图，德军对英国城市的轰炸一直持续到1941年5月。1941年5月16日夜间，德军象征性地轰炸了伯明翰，最终结束了对英国长达9个月的战略轰炸。不列颠之战就此结束。不利颠之战粉碎了希特勒登陆英国的梦想，夺取了不列颠之战的胜利。这是第二次世界大战爆发以来，反纳粹德国联盟取得的第一个重大胜利。
4.英国轰炸德国
1940年5月10日，德军闪击荷兰、比利时、卢森堡和法国。次日，以丘吉尔为首的英国战时内阁决定，英国空军轰炸机部队对德国实施战略轰炸。然而此时，英国空军大部分轰炸机部队都被牵制在西欧战场，支援地面部队作战，战时内阁在是否立即对德实施空中进攻尚犹豫不决。5月15日，局势恶化，英国战时内阁决定，英军轰炸机部队突击德国莱茵河以东地区。当天夜间，英军轰炸机部队出动99架轰炸机轰炸了德国鲁尔地区的合成石油工厂和铁路枢纽，拉开了对德国战略轰炸的帷幕，盟军对德国的战略轰炸作战正式开始。
对德战略轰炸开始后，英军对轰炸目标没有形成统一而明确的认识。
1939年1月，英军曾制定了13个以德国为作战对象的空中作战计划。英国空军在战争准备过程中，把突击德国经济目标的计划列为作战重点。欧战爆发后，英国空军的作战计划只剩下两个——打击德国交通运输系统的ＷA4Ｃ和打击德国石油工业系统的ＷA6。1940年5月，英国空军参谋部给轰炸航空兵的命令中指出，轰炸石油系统的目标是击败德国的重要方法。如果在空中突击行动中能将德国的石油储备削减30～50万吨的话，那么到1940年8月，战场形势就可能发生根本性的转变。因此，在对德国战略轰炸作战开始后，英军轰炸机部队拟通过对德国的石油生产目标实施夜间精确轰炸，达到既定的战略目的。英国空军参谋部确定了17个德国石油工业目标，并把其中的9个作为重点突击目标。这9个重要的石油工业城市生产的石油，占当时德国石油产品产量的83％以上。
英军对德国战略轰炸作战计划，是建立在英国空军拥有对德空中优势的基础之上的。但是，英军轰炸机在遂行战略轰炸中，因德军战斗机的有效截击和地面防空火力的顽强抗击而不断遭受损失，英军不断调整对德国的战略轰炸作战方针，改变作战计划。1940年5月，英军对德战略轰炸全面展开后，为减少轰炸机的损失，轰炸作战由昼间轰炸转入夜间轰炸。
在对德国的经济目标进行夜间精确轰炸时，由于当时机载领航设备较为简陋，对点状目标的突击主要靠目视搜索，光学瞄准轰炸，加上夜间能见度低，很难找到预定突击目标，即使找到突击目标，依靠目视光学瞄准系统攻击命中率也非常低。1940年6月，英国空军参谋部指示轰炸机部队，如果无法准确发现德国石油工厂，就突击德国其他的军事工业目标，特别是对突击飞机航程以内的德国飞机工厂集中的地区进行突击，即重点轰炸汉堡、不莱梅、鲁尔和法兰克福等地区。英军规定，德国的石油工厂是首选目标，飞机工厂和铁路枢纽是备份目标。如果两者都找不到，那么可以突击任何发光的目标或可以识别的目标。1940年底，英军轰炸机对德国的两个工厂分别进行夜间精确轰炸，分别出动轰炸机162架、134架次，投弹262吨，其中高爆炸弹103吨。英军轰炸机部队的照像侦察部队空中照像结果表明，这两个工厂均未遭到严重破坏，工厂的生产影响不大。
在实战中，英军轰炸机部队频繁地轰炸了德国或德占区的铁路枢纽。一段时间里，英军将铁路枢纽作为夜间轰炸的主要突击目标，以期通过破坏德国的交通命脉干扰和破坏德国战时经济的正常秩序。但是，经过一段时间的轰炸作战，效果并不明显。
德国对英实施大规模空袭后，英军对德战略轰炸作战方针由重点打击德国的经济目标，转变为重点打击飞机工业，削弱德国空军的作战能力，从而夺取空中优势。1940年6月20日，英国空军参谋部针对德国对英国本土大规模入侵的威胁，明确指示轰炸航空兵的“主要攻势应集中于特定目标”。根据这一指示，英军轰炸机部队转而突击了德国西部的铝厂、飞机组装厂、飞机储存地。为阻止德军对英国实施登陆作战，1940年7月，英军轰炸机部队受命突击了德国的基尔、汉堡、不莱梅以及荷兰的鹿特丹等德国重要的造船厂和海军基地。
实战结果表明，英军轰炸机的瞄准误差为1000码，即使在夜间能见度好的情况下，瞄准误差最小也在600码以上。根据计算，如果瞄准误差为300码，命中率为30.8％，如果瞄准误差为600码，命中率为13.6％，如果瞄准误差为1000码，则命中率只有5.96％。在这种瞄准误差的情况下，以当时英军的轰炸机数量，要想通过精确轰炸达到预定作战目的是不可能的。因为根据目标计算，英军一线轰炸机兵力必须保持在4000架左右，才能达到预定目标，而当时英军轰炸航空兵一线兵力只有500架左右。因此，从1940年12月起，英军轰炸机部队的作战行动逐步由夜间精确轰炸转变为夜间面积轰炸，轰炸方法的转变最终又引起轰炸目标的改变。