對英國的轟炸遲遲看不見效果，10月12日，希特勒萬般無奈之下決定將“海獅計劃”推遲到1941年春，這實際上就是放棄了在英國登陸的計劃，所謂推遲僅僅是遮人耳目的幌子，因爲德軍統帥部早就決定1941年夏入侵蘇聯，自然不可能再進攻英國了，10月25日，意大利空軍也派出飛機加入對英國的空襲，但意軍飛行員一見到英軍兇猛準確的高射炮炮火就嚇壞了，仍下炸彈掉頭就逃，直到11月10日，英軍首次擊落了意軍飛機，才知道意大利也參加了空戰。
在9月7日至10月的第三階段中，德國企圖通過對倫敦的恐怖空襲來迫使英國屈服的計劃被徹底挫敗，德軍在此期間損失飛機433架，英軍則損失242架，實際上這一階段的空戰已經宣告了德國在此次空中戰役的失敗， 德軍並不甘心這樣的失敗，仍繼續對倫敦並擴大到考文垂、伯明翰、利物浦、南安普敦等城市實施夜間空襲，不列顛戰役進入了第四個階段，在這一階段中，德軍空襲的目的不再是消滅英國空軍，而是對英國工業城市進行空襲削弱英國的軍事工業，並製造進攻英國的假象，一方面可以牽制英軍的大量海陸空軍於本土，另一方面還可掩護爲進攻蘇聯而進行的準備。
爲了削弱英國的戰爭潛力，11月14日夜間德軍發動了代號爲“月光奏鳴曲”的對英國航空工業基地考文垂空襲，在這一行動開始之前，英軍已經通過破譯德軍的最高機密--埃尼格瑪密碼機，事先已經確切掌握了德軍的空襲計劃，但是爲了不讓德軍察覺這一“超級秘密”，英國戰時內閣決定一切照常，既不增加考文垂的防空力量，也不提前發出警報疏散平民，具有諷刺意味的是，德軍根本就沒有關心自己去的多大戰果，他們已經完全是爲了牽制英國而進行的轟炸。
當晚，德軍共出動449架亨克爾-111轟炸機，由於德軍使用了代號爲“x-蠟膏”的無線電導航技術，轟炸非常準確，有394噸爆破彈和56噸燃燒彈落在考文垂市中心，德軍還投下了127枚延時炸彈，以破壞英國人的救援行動，考文垂有5萬多幢建築被炸燬，死554人，重傷864人，12家生產飛機零部件的工廠遭到嚴重破壞，致使英國飛機減產20%，考文垂市區的水、電供應中斷35天才恢復，損失相當慘重。
英軍起飛了120架次夜航戰鬥機進行攔截，高射炮部隊發射1.2萬餘發炮彈，卻只擊落擊傷德機各1架，從單純軍事角度而言，德國空軍的此次空襲是對英國轟炸以來最爲成功的一次，並且這場轟炸還具備了戰略轟炸的一些典型特點，之所以說它具備了一些特點是因爲戰略轟炸，不僅襲擊軍事目標，即軍隊、軍事基地、軍事設施等，而且對後方的生產設施、交通機關，甚至包括一般居民區，也都進行徹底的攻擊，其目的是爲了全部摧毀對方國家進行戰爭的能力，使敵國政府和國民喪失繼續進行戰爭的意志，而德國的這次轟炸雖說沒有讓英國人民和政府喪失戰爭的意志，持續的時間也不長，僅僅一個晚上，一次轟炸，但是從他的目的上來看還是有了一些雛形。
倫敦的防空力量很薄弱，英國空軍的主力部隊遠在南部，保衛城市上空的只有高射炮部隊和懸浮在空中的阻塞氣球，而對如此可憐的防守力量，德國人這次總算是過了一把癮，英軍在發現德軍使用無線電導航技術以提高夜間轟炸精度後，迅速採取了針對性的措施，建立了一批專用電臺，對德軍的無線電導航信號有意進行錯誤轉發或強力干擾，通過這些早期的電子對抗，使德軍無線電導航的轟炸精度下降了80%，誘使德軍將大量炸彈投到了無人地帶。
1940年底，由於英軍戰鬥機、高射炮等部隊的英勇抗擊，德軍損失越來越大，爲減少飛機損失，德軍空襲逐漸由白晝轉爲夜間，而且規模和強度也逐漸減小，500架次以上的規模屈指可數，因爲主要採取夜間面積的戰術，除了破壞城市建築，屠殺平民，製造恐怖氣氛外，軍事上的作用很小，入冬以後，英倫三島惡劣的天氣也使德軍空襲的規模日益下降。
1941年3月起，隨着天氣的好轉，德軍的空襲也逐漸加強，這時德軍發動空中攻勢目的只是爲了製造進攻英國的假象，掩蓋即將開始對蘇聯的作戰，5月10日晚，是德國空軍主力撤往蘇聯戰場之前對倫敦進行的最後一次大規模空襲，德軍發動此次空襲，無非是在放棄進攻英國之前，發泄一下失敗的怨氣，當晚德軍出動500餘架次，對倫敦進行狂轟濫炸，所有參戰飛行員都得到指示，可以將炸彈仍在任何地方，700噸爆破彈和燃燒彈落在倫敦市區，燃起的大火照亮了大半個夜空，倫敦平民有1436人被炸死，1800餘人重傷，隨着6月22日德軍進攻蘇聯的開始，德國空軍主力轉往蘇聯戰場，對英國的戰略空襲也終於停止，人類戰爭史上最驚心動魄的大空戰，，不列顛之戰終告結束。
在這場驚心動魄的戰役中，在1940年7月至10月不列顛之戰的最關鍵階段中，德軍出動飛機共約4.6萬架次，投彈約6萬噸，被擊落各型飛機1733架，被擊傷943架，損失空勤人員約6000人，英國空軍損失飛機915架，飛行員414人，英德雙方飛機損失比0.527：1，飛行員損失比0.069：1，在空襲中英國被炸燬的房屋超過100萬幢，無辜平民死傷達14.7萬，佔英國在戰爭中死傷人數的20%，至1941年5月，德軍在對英國空襲作戰中，損失的飛機更是超過2000架，英軍損失飛機共995架。
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“......英國空軍挽救了英國，......”1940年9月20日，英國首相丘吉爾在演講中如是說道：“......在人類戰爭歷史上，從來沒有這麼多人從這麼少的人那裡得到這麼多，......”毫無疑問，在丘吉爾的這篇演講中，這麼少的人當然是指英國空軍的飛行員、地勤和指揮通信人員，當時英國空軍的全部作戰人員，從飛行員、地勤到指揮通信，僅區區3000人，這麼多的人不但是英國人民，而且還包括所有不願忍受納粹暴政的人民。
這場戰爭取得勝利的願意並不僅僅是英國人足夠幸運，它是有着深刻的原因，戰略上，英國早就預見到了英國生死存亡的關鍵取決於制空權的爭奪，所以從1940年5月就開始有計劃有目的地採取一切措施來加強防空，在指揮體制、防空兵力部署等方面做好充分的準備，而納粹德國始終抱有誘使英國媾和的幻想，在外交和政治上展開了誘降活動，軍事上的準備明顯不足，而且德軍統帥部一直都沒有一個比較成熟完善的進攻方案：“海獅計劃”也是倉促而就，缺乏必要的研究分析，即使在空襲開始後，希特勒也一直夢想通過空襲來迫使英國屈服，並未進行認真周密的登陸作戰準備，更爲嚴重的錯誤是德國在7月16日下達“海獅計劃”指令，7月31日卻又決定進攻蘇聯，戰略上如此三心二意，怎能不敗。
武器裝備上，德國空軍裝備的轟炸機絕大部分是俯衝轟炸機和輕、中型轟炸機，載彈量大，航程遠的戰略重轟炸機數量極少，根本無法承擔起戰略轟炸的重任，護航的戰鬥機又只有梅塞施米特-109還能勉強與英軍戰鬥機對抗，但受到航程的限制，作戰中難以發揮應有的作用，英軍雖然飛機數量少，但性能優秀，而且與雷達、高炮和攔阻氣球組成了完整的防空體系，又是本土作戰，幾乎沒有航程限制，大大抵消了數量上的劣勢，尤其是英軍建立了完善的雷達預警系統，可以有效發現來襲敵機的數量和方向等基本情況，避免了戰鬥機不必要的空中巡邏警戒，使戰鬥機起飛就是迎戰，節約了大量人力、物力。
戰術上，德國空軍最大的失誤就是在8月底，重點攻擊英國空軍基地和飛機制造廠，使英軍損失慘重，精疲力竭，即將崩潰之時，卻出於報復柏林遭受空襲的思想，轉而空襲倫敦，致使英國空軍獲得了寶貴的喘息之機，迅速恢復戰鬥力，從而與不列顛之戰的勝利失之交臂，英軍在防空作戰中，採取了統一指揮，集中使用，全面防禦，突出重點的方針，以戰鬥機爲主，結合使用高射炮、探照燈和攔阻氣球，並且成縱深梯次配置，並及時改變戰術，以5至7箇中隊組成大編隊作戰，空戰中多采用尾隨攻擊、分割攻擊、分進合擊等戰法，取得了勝利。
另外，德國空軍司令戈林的戰術思想出現了問題，他是一次世界大戰中德國的王牌飛行員，擔任過著名的王牌飛行隊里希特霍芬中隊的指揮官，同樣也是納粹德國中僅次於希特勒的第二號人物，1935年起任德國空軍總司令，積極發展德國空軍，使之成爲納粹德國向外擴張的重要力量，1940年7月19日，被授予帝國元帥軍銜，成爲歐洲軍銜最高的軍官，但他從法蘭西戰役後就完全沉湎於勝利之中，不過問空軍業務，熱衷於在各被佔領國的博物館中搜集稀世珍寶，舉辦盛大的宴會，在不列顛戰役前，他盲目樂觀，認爲單憑德國空軍就可以征服英倫三島，這樣的思想使得德國空軍在於英國的交戰中屢次失敗。
地理上，英國空軍是本土作戰，無需分兵作戰，因爲敵人就在倫敦上空，飛行員熟悉氣候、地形，士氣又高，特別是即使被擊落，只要飛行員平安落地，還能回到部隊繼續參戰，而德軍飛機只要被擊落，飛行員即便能夠跳傘逃生，還是逃脫不了成爲戰俘的命運，就是所謂的人機俱失。
種種的願因不管德國人如何想，但是毫無疑問，英國人贏得了最後的勝利，在不列顛空戰進行正激烈之時，遠在遠東的中國和日本兩國也因爲臺灣問題開始了兩國之間的戰爭，