1940年6月22日法國不顧盟友英國的堅決反對，單方面與德國簽署了停戰協定，正式宣告投降，法蘭西第三共和國覆滅，隨後「戰爭狂人」希特勒便將目光投向了英吉利海峽對岸的英國。
決心抵抗到底的英國
戰爭初期，希特勒並未想過入侵英國的問題，他一直認為只要擊敗法國，英國就會接受和談，他曾信心十足地說過：「英國是個十分傲慢的國家，不會輕易投降，但是等他們明白自己的處境後，一定會接受我們的和談方案」。因此，在法國投降後，希特勒頻繁地向邱吉爾「搖動橄欖枝」，甚至還通過瑞典和梵蒂岡教廷向英國發出和談的試探，然而他忽略了最重要的一點，那就是當時的英國首相是溫斯頓·邱吉爾，一個從始至終堅決反對「綏靖政策」的人，而不再是簽署《慕尼黑協議》時，那個一味妥協退讓的張伯倫；
1940年5月13日剛剛被國王喬治六世任命為英國首相的邱吉爾，就在出席下議院會議時表明了自己堅決抵抗的態度，他在講話中說道：「我沒有別的，只有熱血、辛勞、眼淚和汗水獻給大家，你們問：我們的目的是什麼？我可以用一個詞來答覆：勝利，不惜一切代價去爭取勝利，無論多麼恐怖也要爭取勝利，無論道路多麼遙遠艱難，也要爭取勝利，因為沒有勝利就無法生存。」
屢次遭到拒絕的希特勒，於7月19日在柏林召集了一次引人注目的國會會議，會上他一改往日歇斯底里的風格，用十分溫和的方式開始了自己的發言，在講到英國對待戰爭與和平的態度時說：「現在我從英國只聽到一個呼聲：戰爭必須進行下去！但這不是人民的聲音，而是政客的聲音……現在，我覺得我在良心上有責任再一次呼籲英國和其他國家拿出理智和常識來，我認為我是有資格做出這種呼籲的，因為我並不是乞求恩惠的戰敗者，而是以理智的名義在說話的勝利者，我實在看不出為什麼要把這場戰爭繼續打下去。」
當晚，數百萬份印有希特勒演講全文的傳單就從英國上空被撒下，實際上，英國的廣播電台早已全文播送了這場演說，講話內容也在報紙上進行了全文刊載，對於希特勒的戰爭恐嚇，英國政府並沒有封鎖消息，而是選擇讓全體英國人民知道，一方面是為了堅定民眾抵抗的決心，另一方面也是讓民眾對即將到來的戰爭早做準備；
海獅計劃
儘管英國人所表現出的抗爭精神令德軍最高統帥部的將軍們驚訝不已，但是依舊沒有人認為英國能夠抵擋住德軍的攻勢，7月16日希特勒簽署了進攻英國的第16號指令，即著名的「海獅計劃」，按照計劃，德國空軍將會作為第一梯隊，對英國展開大規模空中攻勢，以消滅英國皇家空軍，奪取制空權為首要目標，然後進一步摧毀英軍的防禦工事，在保障登陸作戰可以順利進行後，再決定具體登陸日期，因此，空中戰役的結果是「海獅計劃」成敗的關鍵因素，希特勒將全部希望寄托在空軍司令戈林身上；
戈林向希特勒保證，「空軍只需要4天時間，就可以像進攻波蘭一樣戰勝英國」，很顯然他忽視英國巨大的戰爭潛力；
其實在戰爭爆發之初，英國已經預料到德軍會對英國本土展開大規模轟炸行動，5月19日英軍參謀長聯席會議就向戰時內閣提出了在法國退出戰爭的情況下的防禦報告，要求英國本土要加強各項防禦措施，尤其是防空措施，該報告於5月27日獲得了批准，英軍隨即便開始實施多項措施進行必要的準備；
雙方兵力對比
英國皇家空軍戰鬥機部隊裝備的主要機型是颶風式戰鬥機和噴火式戰鬥機，由空軍上將休·道丁全盤指揮，分為第10、11、12和13四個戰鬥機大隊，其中第10戰鬥機大隊的指揮官為布蘭德，下轄4個中隊，負責保衛英格蘭西南部沿海地區；第11戰鬥機大隊的指揮官為派克，下轄14個中隊，負責保衛東南沿海地區以及泰晤士河兩岸和倫敦城；第12戰鬥機大隊指揮官為馬洛里，下轄22個中隊，負責保衛泰晤士河以北至約克郡的北海沿岸工業集中區；第13戰鬥機大隊指揮官為索爾，下轄14個中隊，負責英格蘭北部地區的空中保衛。此外，以派爾為司令的陸軍高射炮部隊也由道丁統一進行指揮；
英國還在沿海地區設置了多處雷達站，雖然這是雷達預警系統首次投入實戰且當時的技術並不是很完善，但是已經能夠監測到德國空軍的大體行蹤，足以幫助英國皇家空軍提前做好應對準備，為「不列顛空戰」取得最終的勝利作出了突出的貢獻。
德國空軍方面，戈林集結了第2、第3、第5三個主力航空隊共2669架飛機，包括656架ME-109單引擎戰鬥機、168架ME-110雙引擎戰鬥機以及千餘架有「尖嘯死神」之稱的斯圖卡式俯衝轟炸機，在戰機數量上擁有絕對優勢，1940年7月16日「不列顛空戰」正式打響；
不列顛空戰
第一階段
德國空軍首先以英吉利海峽的英國皇家海軍護航艦隊與英國南部重要港口為目標進行騷擾性攻擊，目的是誘使英國派出大量的戰鬥機出戰，然後伺機加以殲滅，然而道丁並沒有上當，他一方面將280架戰機部署在較遠的北部地區作為後備力量，另一方面將剩餘的戰機集中起來，在雷達與地面高炮的配合下，對德國空軍採取針對性的截擊，從1940年7月16日至8月10日將近一個月的時間內，德國空軍損失戰機296架，而英國皇家空軍僅損失了148架，德軍未能實現最初的戰略目標；
一開始的進攻受挫並沒有使希特勒放棄對英倫三島的入侵，8月2日希特勒向德國空軍總司令部發布了發動「不列顛戰役」的命令，要求德國空軍對英國展開大規模的轟炸，並將此次進攻計劃稱為「鷹日計劃」，8月13日德國空軍全面出動（原定於8月10日發起進攻，後來由於天氣原因，被迫推遲至8月13日），採取大機群出航、小編隊進入目標、分批次連續突擊的作戰方式，這一策略使英國的防空力量不能再實施集中抗擊，至8月23日，十天內德軍共發起了5次大規模行動，致使英國損失戰機114架，損傷300餘架，103名駕駛員陣亡，128人重傷，傷亡人數幾乎是當時全部駕駛員的四分之一，而德國空軍也損失了290架戰機；
第二階段
英軍的頑強抵抗讓戈林重新認識到了英國皇家空軍的實力，於是他召集下屬開會，將權力進一步下放，希望以此提高部隊的戰鬥力，同時，他在倫敦城區的外圍畫了一條線，禁止部隊轟炸倫敦，並下令將下一階段的重點針對目標放在英軍的機場與飛機製造廠上，希特勒不允許大規模空襲倫敦一來是為了滿足自己的虛榮心，想在未來占領英國後在白金漢宮前耀武揚威，二來是擔心一旦倫敦城被摧毀，會影響其他中立國的態度，而邱吉爾與道丁將軍卻更希望德國空軍可以把主要目標轉移到倫敦，邱吉爾認為這樣可以使英國爭取到更多的國際援助，尤其是美國的援助，道丁則是考慮到英國空軍急需一個喘息之機進行休整，以便應對日後的作戰；
從8月24日至9月6日德國空軍頻繁展開行動，平均每天出動1000架次的飛機，其中8月30日和31日兩天，更是達到了日均1600架次，一波又一波的轟炸，輪番的空戰，使英國空軍疲於應對，隨著傷亡的增加和補充人員的不足，有些飛行員甚至一天就要出動幾次，地勤人員和維修廠的工作人員夜以繼日地維護保養、搶修損傷的戰機。更為嚴重的是，兩周內英軍有195架飛機被擊落，171架遭受重創，而同一時間內生產的新飛機和修復的飛機總數只有269架，達到了所能承受的極限，此外，英國南部的曼斯頓、北威爾德和霍恩徹奇等幾個最重要的機場都遭到了嚴重破壞，7個指揮中心有6個被摧毀，多處雷達站損毀，指揮和通信系統也已經瀕臨崩潰的邊緣，如此發展下去，英國空軍很快就將失去抵抗的力量。反觀德軍方面，雖然德國空軍損失了214架戰鬥機和138架轟炸機，但由於在戰機數量上優勢明顯，依舊有足夠的能力繼續發動攻勢；
就在戰役進行到了決定性的關鍵階段，一個純屬偶然的事件挽救了英國，8月24日晚，一支德軍轟炸機中隊在執行任務的途中迷了航，把準備投到倫敦城外飛機製造廠和油庫的炸彈，投到了倫敦市區內，造成8名市民死亡，邱吉爾藉機提出是德軍故意所為，並下令英國空軍展開報復行動，8月26日英國皇家空軍的81架轟炸機趁著夜色飛抵柏林上空，在盲目地投下一些炸彈後，旋即返航，這是柏林歷史上第一次遭到空襲，雖然沒能造成多大損失，但是給柏林市民帶來了心理上的巨大恐慌，隨炸彈一同扔下的還有一批傳單，上面寫著「希特勒願意打多久我們就打多久」。隨後兩天，英國空軍又兩次夜襲柏林，炸死了7個人，炸傷29人，憤怒的希特勒命令戈林做好發動大規模報復行動的準備；
9月4日在英國空軍對柏林進行了第4次夜襲後，希特勒在柏林體育場舉行了集會，並發表演講說：「邱吉爾正在施展新的招數，他進行的空襲效果並不好，因為他的空軍不敢在白天飛臨德國，我們將制止夜間空中的強盜行徑，願上帝保佑我們！…總有一天，德英兩國會有一個求饒，但這絕不會是德國！」
希特勒的怒火影響了他的判斷，也因此做出了一個錯誤的決定，他命令戈林將轟炸的重點目標轉向倫敦，從而使已經陷入絕境的英國空軍獲得了難得的休整時機；
第三階段
希特勒企圖通過轟炸倫敦給英國國民造成恐懼感，摧毀他們的抵抗意識，妄想在登陸前就能迫使英國投降，但是他低估了英國人抵抗到底的決心。9月7日傍晚，一支由625架轟炸機和648架戰鬥機組成的大型航空編隊飛越英吉利海峽，直撲倫敦，德國空軍的空襲目標完全在英軍的意料之外，起飛攔截的英國空軍戰鬥機全部撲了空，德國人向倫敦扔下了300多噸的炸彈和燃燒彈，空襲從當晚一直持續到翌日清晨，有300多名倫敦市民被炸死，1500餘人受傷，城內四處火光沖天，白金漢宮也未能倖免，即使是天亮後，陽光依然無法穿透倫敦上空濃厚的黑煙；
此後，德國空軍不分晝夜地對倫敦進行了連續七天的大規模空襲，倫敦城蒙受了人員和財產的巨大損失，然而殘暴的轟炸行徑，不僅沒能使英國人屈服，反倒是激起了他們更強烈的戰鬥決心，同時，英國空軍也得到了寶貴的喘息之機，由於之前道丁將軍所採取的小編隊作戰方式，經常使英軍戰機在空戰中以寡敵眾，以致損失較大，因此由主張大編隊作戰的空軍副參謀長斯塔莫爾上將和第12飛行大隊隊長馬洛里，接替了道丁和派克，分別擔任戰鬥機司令部司令和第11飛行大隊隊長；
9月15日已經休整八天的英國空軍，出動了300餘架戰鬥機，正面迎戰飛往倫敦的200架德軍轟炸機和600架護航戰鬥機，邱吉爾親臨指揮中心督戰，雙方在空中展開了激烈的角逐，經過一整天的戰鬥，最終英軍以損失33架戰機為代價，擊落德機56架，擊傷80架，重創了不可一世的德國空軍，邱吉爾稱這一天是世界空戰史上前所未有的、最為激烈的一天，戰後為紀念這次輝煌的勝利，英國將9月15日定為不列顛空戰日；
隨後兩天，英國空軍還出動轟炸機針對德軍集結在沿海地區、準備用於登陸的船隻和部隊進行攻擊，擊沉擊傷船隻近百艘，至此德國人終於意識到，看似不堪一擊的英國空軍不僅沒能被消滅，還擁有著強大的作戰能力，想要取得英吉利海峽和英國南部地區的制空權並不是一件容易的事，9月17日希特勒宣布無限期推遲「海獅計劃」；
9月20日，邱吉爾在演講中以後來被廣泛引用的名句對英國皇家空軍讚譽道：「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！」
第四階段
由於英軍的英勇抵抗，德國空軍的損失越來越大，因此戈林下令從1940年10月1日起對英國的空襲行動改為夜間進行，同時縮減每次出動戰機的規模，其實已經間接宣告了德國在「不列顛戰役」中的失敗，但是不甘心的德軍仍未停止空襲，並且將轟炸範圍從倫敦擴大到了其他工業城市，只是不再以消滅英國空軍奪取制空權為目的，而是希望以此來削弱英國的軍事工業，同時牽制英軍，為入侵蘇聯的行動作掩護。最典型的一次就是在11月14日夜間，德國空軍出動449架「亨克爾he-111轟炸機」發動了對英國航空工業基地考文垂的襲擊行動，代號「月光奏鳴曲」，共計投下了394噸爆破彈、56噸燃燒彈以及127枚延時炸彈，造成554名平民死亡，864人重傷，5萬多幢建築被炸毀，12家飛機零部件生產工廠被嚴重破壞。
戰役結果
「不列顛空戰」是人類歷史上規模最大的一場空戰，從1940年7月至10月，德國空軍共出動飛機約4.6萬架次，投放各類型炸彈約6萬噸，損失戰機1733架，損傷943架，近6000名空勤人員陣亡、失蹤或被俘。英國皇家空軍則損失了915架戰機，陣亡414人。至1941年5月10日停止空襲前，德國空軍總計損失戰機超2000架，英軍損失戰機約1000架；
此外，英國本土還有超過100萬幢的房屋被炸毀，死傷平民14.7萬人，約占英國在第二次世界大戰中傷亡總人數的五分之一；
在「不列顛空戰」期間，英國首相邱吉爾與美國總統羅斯福成功達成了協議，美國以50艘一戰後退役的驅逐艦換取了英國幾處海外軍事基地99年的使用權，並且向英國提供了數億美元的貸款和其他軍事援助，自二戰爆發後一直保持「中立」政策的美國開始明確的站在了英國一方，促進了日後英美聯盟，以及世界反法西斯聯盟的建立。
「不列顛空戰」的失利是希特勒發動戰爭以來遭遇的首次失敗，但是並沒有使他放棄征服世界的想法，轉而將目光投向了東方，1940年8月德軍最高統帥部制定了一份入侵蘇聯的作戰方案，原名為「奧托計劃」，1940年底改為「巴巴羅薩計劃」，1941年6月22日德軍正式向蘇聯發起進攻，蘇聯衛國戰爭爆發。
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