尽管后来历史学家认为德国空袭伦敦是一个错误，但德国人的攻击给伦敦仍造成了巨大的灾难。随着法国的败降，西欧大地的枪炮声停息了。但沉寂了半个多月以后，西欧上空又响起了震耳欲聋的炸弹爆炸声，不列颠之战开始了。
特勒打败法国后，便拟定了入侵英国的“海狮计划”了。为保障渡海登陆作战，德军企图首先夺取制空权，以摧毁英国的防御工事，消灭英国空军，并钳制住皇家空军。
于是德国空军元帅戈林集结了德国空军主力3个航空队和2669架飞机，战斗机和轰炸机各占一半，而英国只有700架战斗机和500架轰炸机，德国占有2：1的优势。由于德国飞机飞行距离较长，而英国飞机则以本土为基地，能在德机往返的时间出击数次，所以双方实力基本相同。
戈林狂妄地对德陆军总司令说：“要完全摧毁英国空军，需要2—4周时间，单靠空军就能使英国屈膝投降。”
1940年7月16日，不列颠空战开始了。德国空军以英吉利海峡的护航舰队为攻击目标，并对英国南岸港口进行骚扰性攻击，目的是诱出英国战斗机加以歼灭。但英国空军不上当，每次瞄准机会以少量飞机出击，使德国元气大衰。一个月的时间，英军仅损失战斗机148架，而德军却损失296架飞机。
从8月13日到9月6日，为空战第二阶段。德国空军大规模地轰炸英军机尝雷达站、飞机工厂和补给设施，并寻求同英国飞机进行空中决战。从8月24日起，战事进入了决定性的阶段，德军每天出动1000多架次飞机。严重破坏了英国南部5个军用机场和6个雷达站，几乎摧毁了南部整个通讯系统。在那些紧张的日子里，英伦上空整天马达轰鸣，火光闪闪，被击中的飞机拖着长长的黑烟栽进大海，或落入荒郊和居民点。
此时，英国对德国本土发起反击，81架英国轰炸机突破两层高射炮火网，把炸弹投到德国首都柏林，使德国举国震惊。
从9月7日到翌年5月为第三阶段，德军开始对伦敦和其他主要工业城市实施“恐怖轰炸”，企图摧毁英国工业生产，摧毁英国军民的抵抗意志。
然而，英国军民越战越勇，德机的损失与日俱增，促使希特勒在1941年6月向他的陆军首脑们宣布进攻苏联的决定，10月12日，希特勒终于正式承认入侵英国失败。
在“不列颠空战”中，德军共出动飞机416万多架次，向英国投掷6万吨炸弹，炸死炸伤英国居民8.6万余人，炸毁100多万栋建筑物，英军以915架飞机和414名飞行员的代价摧毁了1733架德机，击毙和俘获6000名德国飞行员，取得了空战的胜利。