1940年6月22日，贝当政府与德国签订了停战协定。
在法国被击败之后，英国凭借英吉利海峡的有利地势，从失败的痛苦和致命的威胁中产生出一种民族果敢精神。这种精神使普通老百姓都敢于蔑视不可一世的纳粹战争机器，决心同德国法西斯决一死战。
前后两任本土军陆军总司令艾恩赛德将军和艾伦·布鲁克将军，指挥部队在岛山构筑坚固的防线，挖掘反坦克壕，修建钢筋混凝土掩体，还组建了直接打击登陆敌军的机动部队。
1940年7月，罗斯福总统不顾许多人的激烈反对，给英国运来了约50万支步枪、80000挺机枪、1.3亿发子弹、900门75毫米的大炮、100万发炮弹以及炸弹、烈性炸药和无烟火药。这些物资几乎把美国军火库的家底搬空了。
丘吉尔立即指示以“有计划的军事行动”组织分运，并立即发放给近100万国民自卫军。英国人现在有了武器弹药，更感觉自己不可战胜。
比弗布鲁克在飞机生产方面作出了很大成绩，“喷火式”和“旋风式”战斗机从大撤退时的331架增加至620架，后备飞机从36架增加至289架。海军也把大部分驱逐舰从执行护航任务中调回来对付德军入侵。
为了避免“打另一场战争的危险”，丘吉尔还不顾中国等国家抗日战争的需要，宣布关闭缅甸通道3个月。这一姑息日本的行动，实际上为英国后来在东南亚的失败埋下了祸根。
丘吉尔对可能遭入侵的地区进行了一系列视察，在肯特郡和苏塞克斯郡观看了军事演习，在哈里奇和多佛尔视察了防御工事。他还到东北沿海一带视察，极大地鼓舞了军民的士气。
丘吉尔还借助于广播，利用其前任从未用过的方式直接向全国军民发表演说，以坚强的决心和必胜的信念激发大家的战斗勇气。据估计，全国有64%以上的成年人收听了他于7月14日发表的广播讲话并被感动。
德国人对英国的第一次猛烈袭击是从1940年7月10日开始的，人们通常把这一天作为空战开始的日子。
7月16日，希特勒发出了“关于准备在英国登陆作战”的第十六号令，即所谓的“海狮”计划。命令准备工作应在8月中旬完成，其作战目的是“清除英国本土作为对德作战的基地，并且在必要时，全部予以占领”。
希特勒知道，要入侵英国，先决条件是德国空军必须取得英伦三岛的制空权。所以希特勒计划用4个星期摧毁英国空军，取得制空权，为德国登陆铺平道路。然后，9月中旬到英伦三岛作战，9月底占领英国南部，10月初就能在伦敦举行胜利大游行了。
拟订这样的计划并非毫无根据，因为当时的英国尽管在努力增产飞机上取得很大进展，但它的空军力量仍不足以抗击德国空军的进犯。所以当“不列颠之战”战幕拉开时，英国处于极为不利的境地。
当伦敦和其他英国城市遭受德国的狂轰滥炸时，英国政府曾打算迁往中西部。然而，丘吉尔却认为那样做利少弊多，因为他目睹过法国政府迁出巴黎后造成的混乱。
著名的唐宁街10号首相官邸是一座并不坚固的老建筑，虽然已在花园里加建了一个防空壕，可是仍不够安全。于是，首相办公室搬到了斯多瑞门一座名叫安尼克斯楼的附属建筑物内，那座建筑物有防空设施，内阁会议也可以在那里召开。
丘吉尔一般是白天在唐宁街10号，晚上在安尼克斯楼，周末到契克斯首相郊区官邸。到了盈月之夜，他往往去稍微远一些的牛津郡的一位保守党议员罗纳·屈瑞家中居住。
在德国人的进攻中，有3个相互重叠连接的阶段。第一阶段从1940年7月10日至8月18日，对英国护航舰队和南部港口进行轰炸，并引出英国空军，试图把它消耗光，从而取得制空权，这是渡海登陆的先决条件。因此，德国空军在这一阶段里的空袭行动日益频繁。
但英国皇家空军只出动了部分战斗机应战。这样虽然使港口和船只受了一些损失，有4艘驱逐舰和18艘商船被击沉，但是保存了空军实力，也使德军付出了惨重代价。英国空军丧失了148架飞机，而德国空军有296架飞机被击落，135架飞机被击伤。
由于天气恶劣，空战在8月19日至23日停止了5天。
1940年8月24日开始的第二阶段中，德国空军首先打算摧毁英国空军的地面通讯指挥中心——扇形站。
从8月24日至9月6日期间，德国空军平均每天出动1000多架飞机，使英国南部的5个前沿机场遭到严重破坏，7个扇形站中的6个几乎被彻底摧毁；446架飞机被击落或受伤；103名飞行员遇难，128名飞行员受重伤，占当时全部飞行员的四分之一。
丘吉尔为此“感到十分焦虑”。
就在英国空军遭受严重损失难以支撑局面的关键时刻，戈林犯了第二个也是更严重的战术错误，9月7日，德国空军转而大规模夜袭伦敦。这是世界历史上第一次大空战的一个重大转折点。英国空军得以缓过气来，这次战术改变给希特勒和戈林带来了严重的后果。
1940年9月7日这天，德国空军投入了625架轰炸机和648架战斗机，对伦敦进行了大规模的轮番轰炸。
德国飞机向瓦尔维治兵工厂、煤气厂、发电厂、仓库以及泰晤士河上几公里长的码头扔了大量炸弹，伦敦顿时成了一片火海。第二天，又像这样轰炸了一整夜。据估计，仅这两天夜里，伦敦约有842人死亡和2347人受伤，城市遭到巨大的破坏。但在空战中德军也损失了不少飞机。
9月11日，丘吉尔向全国军民发表了广播讲话，他指出：
无可怀疑的是，希特勒先生正在很快地消耗他的战斗机队，如果他再这样继续几个星期，就会把他这部分重要的空军力量消耗殆尽，完全毁灭。这对我们就大为有利了。
丘吉尔还提醒道：
德国人正以他们一贯具有的周密性和条理性进行准备，要向我们这个岛屿发动大规模入侵。如果真的试图入侵的话，看来不会拖延很久。
因此，我们必须把下星期或下星期前后看作我国历史上的一个非常重要的时期。它可以和当年西班牙无敌舰队逼近英吉利海峡，德雷克快要打完一场木球的时候相比，也和纳尔逊在布洛涅为我们抵挡拿破仑大军的时候不相上下。所有这些，我们在历史上是读过了。
但是，当前正在发生的事情，就它的规模和对全人类的生活和未来以及对世界文明的影响来说，都远远不是过去那些勇敢的日子所能比拟的。
9月15日，德国空军集中了最大力量对伦敦进行空袭。两百多架轰炸机和三倍于此的战斗机群飞向伦敦。英国空军也全力以赴地迎击，双方展开了激烈交锋。
丘吉尔当天在设在阿克斯布里奇的皇家空军第十一战斗机司令部里，亲眼目睹了空战情况，英国飞行员的英勇顽强给他留下了难以磨灭的印象。当晚，他的私人秘书约翰·马丁报告说，这天“一共击落了183架敌机，而损失还不到40架”。丘吉尔在后来写道：
最突出的是，我们的战斗机驾驶员们始终保持着不屈不挠的最大的毅力和勇气。不列颠得救了。所以我在下院这样说：“在人类战争的领域里，从来没有过这么少的人对这么多的人作过这么大的贡献。”
丘吉尔的这句话后来曾反复播出，广为流传。
从8月24日起，伦敦在连续85个夜晚中有82个夜晚遭到空袭。从9月7日至11月3日，平均每天晚上有200架德国飞机轰炸伦敦，对伦敦的轰炸不间断地持续了57天。
这个世界上最大的城市经受住了最严峻的考验。
作为报复，英国空军也轰炸了柏林。由于距离较远，轰炸柏林的规模较小，德国人的伤亡和损失都不算重，但对德军士气和老百姓心理的影响则是至为巨大的。
在伦敦遭受轰炸期间，丘吉尔几乎每星期都要抽时间到被炸现场视察，亲眼看看到底发生了什么情况。每当看到饱受摧残的普通英国民众仍表现出抗战决心，丘吉尔总是深受感动。
9月初，他视察了伦敦港船坞的一个被炸现场，群众对他表示了发自内心的热情欢迎。陪同他视察的战时内阁秘书处军事负责人伊斯梅将军后来写道：
他们哭喊道：“好心的老温斯顿，我们想，你是会来看我们的。我们能够经受得住，给他们狠狠地回击。”丘吉尔失声痛哭。当我使劲让他穿过人群时，我听到一位老年妇女说，“你看，他真关心我们，他哭了。”他镇定了一下情绪，以极快的速度穿过码头走了。
丘吉尔也对此回忆说：
在瓦砾堆中这时已经插起了许多小小的英国旗，使人百感交集。当居民认出了我的汽车时，他们从四面八方跑来，很快就聚集了一千多人。这些人的情绪都很高昂。
他们围在我们的周围，一面欢呼，一面用各种形式表示对我的热爱，想摸摸我的衣服。人们可能认为我给他们带来了某些改善他们生活命运的美好的实际利益。
我实在忍受不住，我流下了眼泪。当时同我在一起的伊斯梅记述道，他听见一位老太太说，“你们看，他真的关心我们，他在哭呢！”我这不是悲哀的眼泪，而是赞叹和钦佩的眼泪。
为了减轻空袭造成的危害，丘吉尔指示建立了他所说的“杰姆乌鸦”紧急警报制度，为了救助房屋财产和在轰炸中严重受损的人，他抓紧制订了战争保险方案。他还通过林德曼教授组织科学家运用科学技术破坏德军的空中攻势，使来袭的敌机误入歧途。
11月间，空战进入第三阶段。德国人又一次改变了他们空袭的主要目标，试图摧毁英国工业生产中心。这一行动是从14日轰炸考文垂开始的，但持续的时间不那么长，也没能实现德国人的目的。
在1940年间，英国飞机的产量不仅没有下降，还以其9224架对8070架的比数，超过了德国人。由于英国人民在丘吉尔为首的政府领导下，精诚团结，万众一心，英勇顽强，决死抗战，使希特勒入侵英伦三岛的计划彻底破产了。
1940年9月19日，希特勒决定无限期地延缓空袭计划；10月12日正式宣布把入侵推迟到第二年春天。1941年7月，希特勒再次把入侵推迟到1942年春天。到了1942年2月13日，在雷德尔海军上将的劝告下，希特勒终于同意将空袭计划完全搁下来。
举世瞩目的不列颠之战以英国人民的彻底胜利而结束。