9月15日，德軍第2航空隊出動400架戰鬥機和近100架轟炸機轟炸倫敦。英軍組織了17個中隊攔截，其中11個來自第11航空隊，5個來自第12航空隊，1個來自第10航空隊。當德機剛穿過英吉利海峽，便有一大群英軍戰鬥機壓頂而來。2個“噴火”式戰鬥機中隊領頭攻擊，另外還有3個中隊參加坎特伯雷上空的戰鬥。接著，英軍第12航空隊的5個中隊也參加作戰。“噴火”式戰鬥機與德國戰鬥機交戰，而“颶風”式飛機則專門搜索轟炸機。在英軍“颶風”式戰鬥機追擊下，德軍轟炸機隻得鑽入雲層躲避，或把炸彈胡亂一丟便倉皇逃竄。
下午15時，德軍發動了當天的第二次攻擊。這一次，德軍沒有像往常那樣利用佯攻去誘騙英軍戰鬥機離開預定空域。當德軍第一批飛機到達英吉利海峽上空時，英軍第11航空隊已命令12個中隊進入預定空域。德機穿過英國海岸進入英國本土後，第11航空隊又增派了7.5個中隊，第12航空隊也增派了5個中隊，第10航空隊也從西邊派來1個中隊。這時英軍共有25.5個中隊在空中迎擊德軍3支突擊編隊。德軍第一支突擊編隊首先與2個“噴火”式戰鬥機中隊交戰。第二支突擊編隊則陷入一大批“颶風”式戰鬥機的重圍，它們被迫突圍，並一邊撤退一邊投炸彈。第三支突擊編隊向倫敦徑直闖去，也被英軍戰鬥機團團圍住，一部分轟炸機抽身撤出戰鬥逃去，留下來的那些德軍轟炸機及其掩護的戰鬥機則與英軍戰鬥機從倫敦市中心一直打到倫敦西部郊外。接著，英軍第11航空隊的10個中隊和第12航空隊的5個中隊參加了空戰。這一連串的戰鬥，使這一天的空戰達到頂峰。德機被英機擊毀56架，被高射炮擊落4架。英機損失26架。9月15日，被定為“不列顛之戰日”。
由於德軍改變了轟炸目標，英國的防空力量，特別是戰鬥機部隊得到了喘息的機會，迅速恢複了戰鬥力，而德軍損失很大。1941年1月，希特勒下令：除少數長期措施外，所有入侵英國本土的準備工作全部停止。事實上放棄了從海上進攻英國本土的“海獅”計劃。
為了掩蓋德軍進攻蘇聯的企圖，德軍對英國城市的轟炸一直持續到1941年5月。1941年5月16日夜間，德軍象征性地轟炸了伯明翰，最終結束了對英國長達9個月的戰略轟炸。不列顛之戰就此結束。不利顛之戰粉碎了希特勒登陸英國的夢想，奪取了不列顛之戰的勝利。這是第二次世界大戰爆發以來，反納粹德國聯盟取得的第一個重大勝利。
4.英國轟炸德國
1940年5月10日，德軍閃擊荷蘭、比利時、盧森堡和法國。次日，以丘吉爾為首的英國戰時內閣決定，英國空軍轟炸機部隊對德國實施戰略轟炸。然而此時，英國空軍大部分轟炸機部隊都被牽製在西歐戰場，支援地麵部隊作戰，戰時內閣在是否立即對德實施空中進攻尚猶豫不決。5月15日，局勢惡化，英國戰時內閣決定，英軍轟炸機部隊突擊德國萊茵河以東地區。當天夜間，英軍轟炸機部隊出動99架轟炸機轟炸了德國魯爾地區的合成石油工廠和鐵路樞紐，拉開了對德國戰略轟炸的帷幕，盟軍對德國的戰略轟炸作戰正式開始。
1942年5月30日，英國皇家空軍對科隆進行空襲，全城約85%的建築被摧毀。對德戰略轟炸開始後，英軍對轟炸目標沒有形成統一而明確的認識。
1939年1月，英軍曾製定了13個以德國為作戰對象的空中作戰計劃。英國空軍在戰爭準備過程中，把突擊德國經濟目標的計劃列為作戰重點。歐戰爆發後，英國空軍的作戰計劃隻剩下兩個——打擊德國交通運輸係統的WA4C和打擊德國石油工業係統的WA6。1940年5月，英國空軍參謀部給轟炸航空兵的命令中指出，轟炸石油係統的目標是擊敗德國的重要方法。如果在空中突擊行動中能將德國的石油儲備削減30～50萬噸的話，那麼到1940年8月，戰場形勢就可能發生根本性的轉變。因此，在對德國戰略轟炸作戰開始後，英軍轟炸機部隊擬通過對德國的石油生產目標實施夜間精確轟炸，達到既定的戰略目的。英國空軍參謀部確定了17個德國石油工業目標，並把其中的9個作為重點突擊目標。這9個重要的石油工業城市生產的石油，占當時德國石油產品產量的83％以上。