1940年7月16日，希特勒发出代号为“海狮计划”的军事指令：“尽管英国在军事上处于绝望的境地，但仍未做出求和的表示，因此我决定要准备一个在英国登陆的计划，并在必要时加以执行。整个计划的准备工作应在8月中旬完成。”
大战前夕
虽然英国远征军中的绝大多数士兵都从敦刻尔克幸运地返回了祖国，但英军还是遭受到了巨大的损失，其中兵力共损失68000多人，并丧失了全部的重型装备，包括2450门火炮、6400支反坦克枪、1.1万挺机枪、7.5万余辆汽车、50万吨军用物资和弹药，还有224艘舰船被击沉，106架飞机被击落。实际上此时的英国已经是元气大伤，本土安全防卫都很成问题，更别说反攻欧洲大陆。在1942年4月23日英国国会下议院的一次秘密会议上，丘吉尔也承认当时“一支15万人的经过挑选的入侵部队，就可能在我们当中造成灾难”。
在海峡另一侧，希特勒的自信已达到了极点。他判断英国在强大的军事压力之下很快就会投降，于是将关注重心转到了东线，开始谋划进攻苏联。从法国投降直到1940年7月中旬，他没有提出过任何进攻英国的计划。最终，希特勒失望地发现有美国在背后撑腰的英国根本就没有向德国投降的打算，于是气急败坏地批准了入侵英国的“海狮计划”。按照该计划的设想，德军会在多佛尔海峡法国一侧使用重炮对英国海防工事实施毁灭性打击，同时出动作战飞机夺取该地区的制空权，从而在英吉利海峡最便捷的一条通道上开辟一条狭窄的走廊，再用水雷将这条走廊的两侧围起来，同时由潜艇提供保护。准备妥当之后，德国陆军会坐渡船通过该走廊抵达英国本土。最后，陆军在空军的掩护之下占领英伦三岛。
在“海狮计划”的准备阶段，德国人一个月之内就沿欧洲北海沿岸集结了13个师的兵力、168艘运输舰、1910艘驳船、419艘拖轮和1600艘汽艇，但这些还远远不够。希特勒对入侵英国充满了必胜的信心，但德军最高统帅部却对此持怀疑态度，认为渡海登陆作战采取突然袭击的方式是行不通的，而且英国人在防守上准备已久，作战物资的补给与储备也是难题。希特勒最初希望能在1940年8月15日开始实施登陆作战，但在统帅部多数将领的反对下将时间改为9月15日，之后又推迟到9月24日。
为保证陆军部队顺利渡过英吉利海峡并在英国本土快速突进，制空权是决定性的因素。于是在敦刻尔克没有捞到多少油水的德国空军元帅戈林再次向希特勒打包票称，他手中的空中打击力量可以在4个星期内将英国皇家空军从英伦三岛的上空给抹去并迫使英国投降，而不需要动用陆军。此时戈林的手中已拥有2669架作战飞机，而英军作战飞机的数量则不到800架。虽然双方空军的实力相差悬殊，但英国此时拥有自己的秘密武器——雷达，它与战斗机、高射炮、探照灯、防空气球等构成了一套十分有效的防空体系，再加上英国完善的地面预警机制，都让德国人在后来的进攻中吃尽了苦头。
鏖战英伦
从1940年7月10日至8月初，德国空军动用2400余架作战飞机对英国实施猛烈空袭。在第一阶段的攻击中，德国空军的首要攻击目标是多佛尔到普利茅斯之间的英国南部港口以及英吉利海峡中的英国护航舰队，以期清除渡海通道上的障碍，同时诱使英国战机出战并寻机将其消灭。英国皇家空军为保存实力，只派出小批战机与德机巧妙周旋。即便如此，在这一阶段的战斗中英国皇家空军共击落德机227架，自己仅损失96架，有效打击了德国人的嚣张气焰。
8月1日，希特勒签发第十七号作战指令，要求德国空军“尽快打垮英国空军”。于是戈林制订了代号为“鹰”的空中作战计划，并将德国空军开始全面出击的日期命名为“鹰日”。戈林希望这样能够在空战中尽快歼灭更多的英国作战飞机，为即将到来的渡海登陆作战提供有效的空中掩护。8月2日至9月6日，英国东南部和伦敦周围的军用机场、补给设施、雷达观测站以及飞机工厂等成为德国空军打击的重点。最初戈林将“鹰日”定在8月8日，后来由于天气问题而推迟至13日。此时德国空军一流的Bf-109战斗机由于受作战半径的限制，不能为庞大的轰炸机群提供远距离的护航，于是不得不冒险使用航程较长但作战性能稍逊一筹的Bf-110双发双座战斗机。8月15日，英德双方迎来了开战以来最大规模的一次空战。这一天，大约100多架德国轰炸机在完成对英国轰炸任务返航途中，遇到了英国皇家空军大批“喷火”式战斗机的拦截。很快，灵活的“喷火”式战斗机就将担任护航任务的40多架机体庞大笨拙不堪的Bf-110战斗机打得七零八落，并击落了大量的德军轰炸机。在这一天的所有战斗中，德国空军共出动作战飞机2000多架次，英国皇家空军则出动了所有的22个战斗机中队进行拦截，许多中队一天出动了两次，有些甚至出动了三次。最终英国人大获全胜，共击落76架敌机，其中大部分是重型轰炸机，自己仅仅损失了34架战斗机。从那天开始，德国空军的轰炸机如果没有Bf-109这样的一流战斗机护航，是不敢在白天对英国进行轰炸的。
8月28日，英国皇家空军首次对德国首都柏林实施了空袭，这让希特勒大为恼火，命令戈林立即对伦敦实施报复性空袭。希特勒相信这样做不仅能让这个当时欧洲最大的城市陷入混乱和瘫痪之中，而且可以使英国政府和人民产生畏惧心理，从而屈服于德国的意志。于是从9月7日开始，德国空军的攻击重点改为伦敦。这一天傍晚，德国空军共投入了625架轰炸机和648架战斗机，首次对伦敦实施了大规模空袭，造成了极大的人员伤亡与破坏。在接下来的57天里，伦敦平均每天晚上都会遭到德国空军200多架轰炸机的狂轰滥炸，许多无辜市民被炸死炸伤，城市建筑大多都被炸弹夷平。虽然伦敦遭受了前所未有的巨大损失，但这段时间却给英国皇家空军赢得宝贵的喘息之机，战争胜利的天平开始逐渐向英国人倾斜。
战争转折点
1940年9月15日可以说是不列颠空战的转折点。这天中午，当德国空军200多架轰炸机在600多架战斗机的掩护下气势汹汹地再次向伦敦扑来的时候，迎接他们的是已经做好充分准备的英国战斗机。这一战德军共损失183架作战飞机，英军的损失则不到40架。当天，英国皇家空军庞大的轰炸机群袭击了从布洛涅到安特卫普的各个港口，对在那里停泊的德军登陆船舶实施了毁灭性打击。两天之后，面对长时间无法掌握制空权的局面，希特勒决定无限期推迟“海狮计划”，直到10月12日才正式宣布将入侵时间推迟到第二年的春天。
从10月开始，眼见夺取制空权和渡海登陆已经没有了希望，德国空军开始完全转向对伦敦和其他英国大城市实施夜间轰炸。尽管11月14日对考文垂和12月29日对伦敦的空袭都造成了英国重大的人员伤亡，但此时德国空军的进攻已经是强弩之末，英国人马上就要展开反击了。到了1941年7月，希特勒再次将“海狮计划”的时间推迟到1942年春，因为“到那时对苏联的战争就将结束了”。1942年2月13日，深陷东线战场泥潭的希特勒终于同意完全搁置“海狮计划”。从那以后，英国皇家空军先后对科隆、埃森、不来梅、柏林等德国大城市实施了战略轰炸，不列颠的上空又恢复了往日的平静。
不列颠之战是二战中英国对德国取得的第一次重大胜利，难怪丘吉尔在英国议会下院的一次演讲中深情地说：“在人类战争的历史上，从来没有过这么少的人对这么多的人做过这么大的贡献。”不列颠之战之后，盟军开始筹划反攻欧洲大陆的计划。
