事实表明德军将轰炸目标改变到伦敦，是又打错了算盘，德军轰炸重点的转移拯救了濒临绝境的皇家空军，使几乎无力支撑的皇家空军战斗机指挥部得到喘息之机，使满目疮痍的扇形站得以解脱，从而拯救了英国，标志了历史上的第一次大空战出现了转折点，大空战的天平开始朝有利于皇家空军的方向倾斜。德军统帅部深知，不列颠空战开始以来，英国空军并没有被消灭。对伦敦的轰炸不但德国空军损失惨重，而且炸出个英国上下同仇敌忾。戈林终于感到，他的自负以及无能已使他在希特勒面前失宠，其他各军种也对他怨气冲天。戈林已经孤立了，击败英国的责任已完全落在了他一人身上。
为了尽可能减少损失，德军决定从10月1日开始，对伦敦的空袭改在夜间进行。
2日傍晚，由1000多架飞机组成的庞大机群又起飞了，他们要再次把死神带进伦敦。黑沉沉的夜幕成为德军轰炸机大发淫威的帮凶。一到夜晚，大批德国轰炸机成功地飞抵伦敦和英国其他城市上空。德军飞机在夜空中大摇大摆、肆意横行。前面的轰炸机将燃烧弹投向目标区，后面的轰炸机便寻着烈焰投下各种杀伤弹。在伦敦码头上，在拥挤的贫民窟，在首都的食品店，在这个世界上最大的城市之一，到处都是猛烈的炸弹爆炸声。燃烧弹使伦敦大街小巷变成了一片残垣断壁和玻璃碎片比比皆是。德国法西斯不久前在华沙和鹿特丹制造的恐怖，正展现在伦敦百姓的面前。整个伦敦街区看上去正承受一场空前的大劫难。人类正义又一次遭到摧残和蹂躏。
夜间空战给皇家空军带来了种种新的难题。尽管英国空军全力起飞拦截，但初期的效果不甚理想。皇家空军对夜间城市防空还缺乏足够的经验。当时英国皇家空军战斗机部队的24中队中，只有8个战斗机中队可以用于夜间截击。其中2个“挑战者式”中队和6个“布伦海姆式”中队。这2种飞机的性能不佳，在白天对敌空战都不得力，更甭说用于夜战了。
而部署在伦敦附近的高射炮和探照灯等防空武器数量严重不足，其中重型高射炮只有92门。当时，整个英军防空部队中，射高为25万英尺的重型高射炮兵连只有32个，而射高为6000英尺的轻型高射炮兵连只有22个，探照灯连仅有14个，光柱只能照到12万英尺高。这些防空武器的威力有限，远远不能满足偌大个城市要求。
更困难的是，一直在防空作战中发挥重大作用的“千里眼”雷状网，也爱莫能助。因为英国的雷达站主要部署在沿海地区，内陆地区基本没有。敌机在内陆上空的活动情报应该靠遍布各处的对空观察哨提供，可是在夜间，所有对空观察哨只能望着黑洞洞的夜空，无能为力。
防空陷入了很大的被动。夜间轰炸使德军轰炸取得了成功，德军轰炸机损失也明显降低。10月份被击落的仅为325架，远远低于8月份的662架和9月份的582架。
但是，英国皇家空军很快地吸取了教训，并调整了部署，加强了兵力。特别是指挥防空炮队的派尔将军，迅速地把高射炮从各郡的城市抽了出来，伦敦的高射炮数目在2天内增加了1倍多。为了振奋人心，首相丘吉尔还特意命令把几门高射炮配置到市中心的海德公园内。在一些敌机可能入窜的重要地点上空例如泰晤士河口，升起了防空气球……此后伦敦防空进入了一个崭新的阶段。每当德军飞机入侵，顿时整个城市响彻了刺耳的空袭警报。灯火管制使街区顿时变成一片黑暗，整个城市隐蔽在夜幕里。突然，为地面防空高射炮和战斗机搜寻目标的探照灯光束，像一把把锋利的宝剑向天空射去，在空中扫来扫去。整个天空又变得如同白昼，甚至比白天更为光亮耀眼。德军飞行员根本看不清下面的目标。
当探照灯照亮夜空时，展现在伦敦市民眼前的是另一幅空中搏斗的舞台。数百门高射炮轰隆隆地对空齐射，从四面八方带着火光和怒吼，在天空编织出一张张红光闪烁的罗网。尽管有时高射炮夜间射击效果不很明显，但是那种震耳欲聋的炮声使居民们大为满意。个个无不欢欣鼓舞，感到对德国鬼子还击了。随着炮手们射击技术的熟练和提高，德军入侵飞机被击落飞机的数量大大增加了。
有时高射炮队暂停射击，让皇家空军战斗机冲入夜空截击敌机。只见皇家空军的各种飞机冲入被探照灯光柱死死“咬”住的敌机群里，时而俯冲，时而拉升，一股股雾化尾迹在夜空狂奔飞舞，还不时从空中传来咚咚的射击声。偶尔，被高射炮或战斗机击中的德军飞机顿时化作火球，伴随着刺耳的尖叫声从天而坠，爆炸声和冲天硝烟随之而起，在德国空军狂轰滥炸英国各地时，英国皇家空军的轰炸机部队也奉命对德军实施空袭。
9月5日，英国轻型轰炸机攻击了德国在法国的2个基地。
9月7日夜里，英国皇家空军的重型轰炸机首次对德准备发动入侵的港口发起了猛烈的攻击。皇家空军对从勒阿佛尔到安特卫普，从安特卫普到布伦的整个沿海各个港口的攻击，使拥塞在那里的德国船只遭到很大的损失。在敦克尔刻击沉击损84艘驳船；在瑟堡到登赫耳德，炸毁一座500吨的军火库，焚毁一所军粮仓库，炸沉许多轮船和鱼雷艇。
从9月7日到10月12日希特勒宣布取消入侵为止，皇家空军共击沉击损德国运输舰21艘，驳船214艘，拖船5艘，汽艇3艘，这个数字约占德国入侵英国而集结的船只总数的12％。
9月23日至24日，英国皇家空军轰炸机指挥部派出119架惠特尼、威林顿斯和汉普登斯式轰炸机袭击柏林。其中84架飞机抵达目标区域，唯一最成功的轰炸是在夏洛腾堡，燃烧弹炸燃了一个煤气储存罐。可是也有许多炸弹没有爆炸，包括一枚投到希特勒官邸花园里的炸弹，它把希特勒的卫队吓得魂飞魄散，可最终却是有惊无险。这次轰炸死亡22个德国人。
9月16日，皇家空军的轰炸机空袭了正在进行大规模入侵演习的德国部队，使人员和登陆舰只遭受到惨重损失。运回柏林的被打死和烧伤的士兵整整装了2长列救护火车。结果，在德国以及欧洲大陆许多地方都流传开这样的消息：德国人确已试图登陆，但是被英国人打退了……
在德军还沉浸在失利的沉闷之中时，英国皇家空军借胜利的余威发起了攻击。9月15日晚上，以及16日、17日，皇家空军轰炸机队大规模持续轰炸了准备发动入侵的德军停泊港，使德国海军遭到严重打击。从布洛涅到安特卫普的各港口内的船舶，遭到了猛烈轰炸。安特卫普遭受的损失尤其严重。
海军将领纷纷向元首报告所受损失。9月17日，希特勒不得不同意海军参谋部的意见，认为英国皇家空军仍然没有被打垮，德国空军并没掌握英伦三岛的制空权。纳粹统帅不情愿但只能再次推迟登陆行动。10月12日，希特勒发出了正式指令“海狮”计划推迟。希特勒名为推迟，实际上出于种种复杂原因被迫放弃了对英国本土的入侵计划。就这样罪恶的“海狮”悄悄地遁去了。
4“海狮计划”破产
从1940年11月至1941年5月不列颠之战进入最后阶段。
随着11月、12月的来临，大气阴冷，风雨交加。然而，伦敦似乎已经适应了这种特殊环境。
随后而来的德军闪电轰炸，给伦敦带来许多苦难。有时，一夜之间一两万人因房屋被炸或烧毁，顿时变成无家可归；有时，挤满残肢断臂伤员的医院突然遭到德军的轰炸，他们无法逃散只能置身烈火中；有时，下水道被炸毁，照明、动力和煤气供应也陷于瘫痪；有时，成千上万疲惫不堪的人们挤在既不安全又不卫生的防空洞内……尽管如此，整个伦敦的战斗和辛勤劳动的生活仍坚持下去。每天早、晚将近100万人进出伦敦，并能按时上班。
在11月的最后一个星期和12月初，德军空袭重点转移到了英国各港口。布里斯托尔、索斯安普敦，尤其是利物浦，都受到了德军猛烈地轰炸。没过多久，英国的军火生产中心城市，像朴次茅斯、谢菲尔德、曼彻斯特、利兹、格拉斯哥等也都遭到轰炸。这些城市都毫无畏惧地通过了炸弹的考验。
11月14日晚，月光皎洁明亮。毫无防备的考文垂市遭到德军50多架“He－111”轰炸机的毁灭性打击，满目疮痍惨不忍睹。
继考文垂之后，德国空军又如法炮制，对伦敦和伯明翰进行了类似的轰炸。
为了执行德军元首“保持对英国的政治和军事压力”的命令，德国空军几乎每天夜晚都把成百成千吨的炸弹投掷到伦敦和英国其他城市，每一次大规模的攻击都使成百上千的无辜居民丧生，受伤的人数很快地增长5倍，失去家园的人数增长10倍。
12月29日，星期天，德军在伦敦的轰炸达到了高潮。这一天德国人的处心积虑和经验全都用在这次轰炸中了。这已是典型的纵火行为。空袭的重点集中在伦敦中心金融商业区。轰炸的时间正好是泰晤士河河水最低的时刻。德军一开始就使用带降落伞的重型烈性炸弹破坏自来水的主要管道。被炸而起火的地方有1500处之多。火车站和码头遭到了严重破坏，8座“雷恩”式教堂被炸毁或受到破坏，连伦敦市政厅也被毁于炸弹和大火。
至1941年2月，德军共出动飞机24万架次，被击落156架；而伦敦则遭受了惨重损失，附近其他城市也受到不同程度的破坏。
英国空军面对这种被动局面想出了各种可行的办法：一方面，他们用飞机装载探照灯配合地面探照灯部队为战斗机照明，并在德机来袭方向大量施放阻拦气球；另一方面，以无线电干扰德国空军的夜间导航设备，破坏德机投弹命中率。他们还及时研制出了炮瞄雷达、战斗机夜航设备和机载雷达系统等一批新武器装备。
到1941年后，英国的“伯伦翰式”夜间战斗机和“勇士”式战斗机都装备了名为“AI”的机载雷达。这种雷达能够使飞行员发现数英里以外的敌机，并根据雷达信号的引导追击几乎是毫无防御的德国轰炸机。
英国还将雷达用于防空炮火。10月份开始装备高射炮指挥射击的雷达，12月份将雷达装备了探照灯射束。与此同时，英国的高射炮数量也增加到2400门，其中重高射炮1400门，轻高射炮650门。英国电子技术的发明和改进大大增强了防空炮火的威力。在德国夜袭开始后的最初4个月里，英国高射炮队一共击落约70架德国飞机；到1941年5月时，仅头2个星期，就击落敌机70余架。
所有这些措施有效地遏制了纳粹空军的猖獗行动，从而减小了伦敦和其他大城市的损失。
直至1941年6月22日，德国军队突然大举入侵苏联。事实上，直至希特勒下决心入侵苏联后，德军对英国的轰炸仍在持续，但已主要作为掩盖进攻苏联企图的烟幕，空袭规模也逐渐减小。1941年5月，当进攻苏联的准备一切就绪时，德国空军开始大规模转向东线战场，完全停止了对英国的轰炸，不列颠之战结束。
据不完全统计，在1940年7月开始的“不列颠之战”中，德国空军总共向英国投掷了6万吨炸弹，造成147万平民伤亡，11多万幢房屋被毁。与希特勒的打算正相反，德国空军恐怖的轰炸非但没有打垮英国民众的斗争精神，反而使全体民众空前团结，同仇敌忾。而且，在这场战争中德国空军损失了1733架飞机，近600名飞行员；英国损失作战飞机915架，飞行员414名。英勇善战的英国飞行员给纳粹造成了无法承受的损失，“海狮计划”不得不无限期推迟，并最终化为泡影。