1940年，為對抗希特勒發動的入侵英國的「海獅計劃」，英德之間爆發了空軍誕生以來最大的空戰——不列顛空戰。1940年7月至10月，是不列顛空戰最為緊張激烈的4個月，英國共損失作戰飛機915架，納粹德國損失飛機1733架。邱吉爾評價說：「戰爭史上，從來不曾有如此多的人（指『英國民眾』）從如此少的人（指『皇家飛行員』）那裡獲得如此多的好處。」
二戰初期，納粹德國以閃電戰迅速席捲西歐各國，40萬英法聯軍被德軍逼至法國沿海小城敦刻爾克，經過艱苦奮戰最終將其中的33萬人撤退到了英國。在納粹空軍的狂熱擁護下，希特勒開始對英國虎視眈眈，並秘密制定了「海獅計劃」，「海獅計劃」實質上就是全面入侵英國的作戰計劃。
一開始，希特勒為了對付蘇聯和避免兩線作戰，需要拉攏英國，誘其妥協投降。然而，令希特勒始料未及的是，英國首相邱吉爾屬於軟硬不吃的主兒，當德國向英國提出的「和平建議」再三遭到邱吉爾的嚴詞拒絕後，希特勒終於做出了對英國實施「海獅計劃」的作戰決定。
希特勒之所以敢不把日不落大英帝國放在眼裡，主要是因為英國從封鎖者的地位，轉而成為被封鎖者，形勢岌岌可危。此前，英軍在敦刻爾克大撤退行動中損失了大量武器裝備，包括2450門火炮、6400支反坦克槍、1.1萬挺機槍、7.5萬餘輛汽車、50萬噸軍用物資，被擊沉224艦船，被擊落106架飛機，此時英國已元氣大傷，只剩下500門火炮和200輛坦克。空軍也受到很大削弱，僅餘下1300多架作戰飛機。至於海軍，也因德國海、空軍的封鎖，失去了與法國艦隊合作的條件。
▲ 德國納粹空軍飛機編隊
為了實施空中進攻作戰，德國空軍集中了3個空軍集團軍，有作戰飛機2669架和13個師，168艘運輸艦、1910艘駁船、419艘拖船和1600艘汽艇。而當時的英國只有防空殲擊機700架、高炮200門，還有轟炸機500架，在兵力上處於明顯劣勢。面對敵人的優勢兵力，英國並沒有屈服，而是全國動員誓死抵抗德軍的入侵。
在這場空前激烈的空中對決中，英國並不是孤軍作戰，包括同屬大英國協的紐西蘭、加拿大、澳大利亞等國的空勤人員也投入英軍；許多被納粹德國佔領的國家的流亡政府，包括波蘭、法國等撤至英國的空軍，也加入了保衛英國的行列。
在整個不列顛之戰中，德國空軍共出動飛機4.6萬多架次，向英國投下了7萬多噸炸彈，損失飛機約1500餘架。英國空軍損失飛機915架，被炸死炸傷居民約8.6萬餘人，100多萬棟建築物遭到破壞，許多城市被摧毀，英國人民付出了巨大的犧牲。
1940年9月15日中午，德軍的200架轟炸機在600架戰鬥機的掩護下，再一次大規模橫渡英吉利海峽，準備對英國實施致命的最後一擊。面對來襲的德軍戰鬥機群，300多架英軍戰機分6個波次升空實施攔截。一場決定勝負的空中大廝殺正式開始。然而僅僅20多分鐘後，德軍的進攻就失敗了。德軍戰機一架架被擊落，眼看沒有取勝的希望，德軍被迫撤退。1940年9月17日，希特勒無奈地宣布：推遲「海獅計劃」，實質上宣布了該計劃的全面破產。
對英國自身來說，戰爭的局勢未必呈現出一邊倒的架勢。因為，他們有著自己處於優勢的秘密武器——投入實戰不久的「雷達」。 從上世紀30年代開始，隨著本土防空重視程度日益提高，英國空軍著手開展了能夠在24小時監控本土空域的計劃。
1935年，英國「本土鏈」雷達研製成功，隨後英國空軍就積極開展利用該雷達攔截空中目標的試驗。期間，英國連續裝備了多款對空雷達。截止不列顛空戰爆發，英國已經建立了比較完善的對空探測網，作為全國性的雷達預警系統，儘管當時的技術還不十分完善，但是已經能為英國空軍提供德國空軍的行蹤。
▲ 不列顛空戰時期英國的防空雷達探測網
令人難料的是，雷達首次用於作戰，就成為了阻礙德國實現徵服英國計劃的最大障礙之一。通過此次戰役，英國空軍的雷達和戰鬥機作戰配合趨於合理，它可以定位在飛行狀態下的己方飛機，並引至敵機出現的空域中。在二戰的空中預警方面，用雷達來起到實際效果的，英國可謂是第一家了。
綜合來講，英國之所以取得不列顛空戰的勝利，主要因素有：一是為爭取勝利所表現出的不屈不撓的戰鬥精神；二是雷達的發明，能將敵機的航路和架數詳細的顯示出來；三是有一套組織優良、高效的地面控制系統。