1940年4月至6月，德军横扫北欧和西欧，迫使英军撤出欧洲大陆。从此，德国控制了挪威、丹麦、荷兰、比利时、卢森堡、法国等国，与英国隔海相望。英国面临德军直接入侵的严重威胁。但是，英国政府并没有屈服。法国投降后，英国采取了一系列重大措施，加强本国的防御能力。
1940年6月24日，丘吉尔致电加拿大首相麦肯齐·金，表示不与希特勒进行任何和平谈判。
6月底，丘吉尔拒绝了罗马教皇和瑞典国王关于德英和解的建议。对于希特勒7月19日的“和平呼吁”，英国外交大臣哈利法克斯于7月22日通过广播断然予以拒绝。
德国的“和平呼吁”遭到英国拒绝后，希特勒转而准备诉诸武力。
但有英吉利海峡相隔，对英作战将不同于此前的战斗。德国海军总司令雷德尔认为，德国海军实力有限，加之缺乏足够的时间和物质基础，在英国登陆作战将十分艰难。早在1940年5月21日，德军刚进至英吉利海峡一侧，他就与希特勒探讨过“将来在英国登陆的可能性”。他指出：“攻英成功的绝对条件在于取得制空权，如果下令入侵英国，须有详细的计划，绝不可草率从事。”
6月30日，德国国防军指挥局局长阿尔弗雷德·约德尔在继续对英作战备忘录中指出：只有“需要对军事经济已陷于瘫痪、几乎无力进行空战的英国进行致命打击”时，才能对英国实施登陆。同时他强调，“尽管如此，仍应为登陆做好十分周密的准备”。在具体实施时需采取3个步骤：
加强德国空军和海军对英国船舶、仓库、工厂和皇家空军的打击；对居民区进行恐怖轰炸；登陆占领英国。其中，对英国空军的作战应占最优先的地位。
希特勒同意约德尔的分析。
7月2日，德军统帅部发出关于继续对英作战的第一道指令。该指令着重指出，如能取得空中优势并具备其他必要条件，德军可能在英国登陆，准备工作必须立即开始。
7月11日，德国海军总司令雷德尔又向希特勒进言，德国可使用潜艇封锁英国，使用空军袭击英国海军护航队，并对英国主要城市进行猛烈轰炸，迫使英国求和，但不赞成登陆作战。他建议希特勒把登陆“当做迫使英国乞求和平的最后一着棋”，而且要等德国空军消灭了英国空军，并把所有英国海军赶出海峡地区才能实施登陆。
1940年7月16日，希特勒正式下达关于对英国实施登陆作战准备的《第十六号指令》，其行动代号为“海狮”。指令说：
鉴于英国不顾自己军事上的绝望处境，仍然毫无准备妥协的表示，我已决定准备对英国实施登陆作战。如有必要，即付诸实施。这一作战行动的目的是，消除英国本土作为继续对德作战的基地，如有必要，就全部占领之。
尽管希特勒下达了《第十六号指令》，但他对能否顺利登陆没有把握。
7月31日，希特勒在与三军首脑会谈时，就入侵的时机、海潮、天气和能见度以及船只的集中等问题进行了协商。
在入侵时机上，一种观点认为，在1940年实施登陆是可能的，但无法在9月15日前准备好。雷德尔认为，登陆的最佳时间应在5月或6月，因此，登陆将推至1941年。但是，希特勒认为推迟登陆，将给英国留下喘息时间，使英军恢复元气，因此坚持在1940年实施登陆。
不过，希特勒答应如果德国空军不能彻底摧毁英国的海空军的话，登陆行动可以推迟至到1941年5月。
参加空袭英国的德国空军部队共有3个航空队。第二航空队司令为阿尔贝特·凯塞林，司令部设在比利时的布鲁塞尔附近，负责突击英国东南部包括伦敦在内的广大地区；第三航空队司令为胡戈·施佩勒，司令部设在巴黎市郊，负责突击英国西南部地区；第五航空队司令为施通普夫大将，司令部设在挪威，负责突击英国的东北部。3个航空队总计有3000多架飞机。
德军进攻法国时，丘吉尔已料到一旦法国战败，德国将进攻英国，并且将首先对英实施空袭。
为此，他在法国之战正酣、亟待英国空军支持时，坚持在英国本土保留一部分战斗机部队，以便抗击德军对英伦三岛的空中进攻，并在空军部之下成立了以战斗机航空兵为主体的防空指挥部，由战斗机航空兵司令道丁任总指挥，统一指挥战斗机部队、高射炮兵、雷达分队、预警和观察分队。
英军参加抗击德军空中进攻的主力是战斗机航空兵，共有4个航空队。
从7月10日开始，德国空军对英国实施零散空袭，其主要袭击目标是英国在英吉利海峡的商船队和多佛尔到普利茅斯之间的港口，并诱使英国空军出击。
英国舰船和港口受损颇重，但只以少量战斗机迎击德军，使德军未能达到目的。至8月12日，德军损失飞机286架，英机损失150架。为了给最后征服英国创造条件，8月1日希特勒发布对英国进行空中和海上战争的《第十七号指令》。指令要求：
德国航空兵部队应以其所有的力量尽快打垮英国空军。攻击的目标，首先是敌航空兵部队及其地面设施和后勤设施，其次是敌航空军备工业，包括生产高射兵器的工业。
在取得暂时或局部的空中优势之后，应继续对敌之港口特别是对生产资料储备实施空中打击。
空中打击从8月13日正式开始了，英国的战斗机场、补给设施、雷达警报站以及飞机制造厂，均是德军空袭的主要目标。德军在第一天作战中，轰炸机所要攻击的目标是英军战斗机机场，但由于情报不准确，德军在第一天攻击的机场中没有一个是战斗机机场。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，首先由德军第二航空队发起。11时30分，第二航空队的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。此后直至24日早晨，因天气不好，德军暂时中止空袭。
8月19日，德军改变作战方针，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——第十一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；第二、第三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日至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，虽然损失没有德军大，但已远远超过英国战斗机部队所能承受的程度。
30日和31日，德军增大攻击强度，空袭英军第十一航空队的比津山、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日至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，平均每天出动上千架次。英军共出动战斗机10000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，至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，德军第二航空队组织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。
英国空军第十一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200多架突入伦敦市区，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，德军第二航空队又对伦敦发动了第二次大规模的昼间轰炸。
这一次，英国空军第十一航空队早有准备，有9个中队进入预定空域；第十航空队和第十二航空队也紧密配合。英军第十一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。
这一阶段的损失使希特勒不得不把入侵英国的“海狮”计划推迟至9月24日。
9月15日，德军第二航空队出动400架战斗机和近100架轰炸机轰炸伦敦。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。两个“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，英军第十二航空队的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，英军第十一航空队已命令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，第十一航空队又增派了7个中队，第十二航空队也增派了5个中队，第十航空队也从西边派来一个中队。
这时英军共有近26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两个“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，英军第十一航空队的10个中队和第十二航空队的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”。
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至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。
不列颠之战粉碎了希特勒登陆英国的梦想，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。