9月7日下午5时，德军开始对英国首都进行轰炸。由德军第2航空队组织的372架轰炸机和648架护航战斗机组成的机群向伦敦进发。英国空军第11航空队的指挥官没有想到德军会轰炸伦敦，因此依旧将已经起飞的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247架突入伦敦市区，共投放高爆335吨、440吨。伦敦市区受到很大损失，300多平民被炸死，1300多人受重伤。
在德军轰炸和返航途中，英军先后有21个中队的战斗机与德军飞机交战。德军在作战中损失了41架飞机，英军损失28架。对伦敦的轰炸并没有结束，两天后的下午，德军第2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11航空队早有准备，有9个中队进入预定空域。英军第11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1支突击编队被拦截，并被迫把投在坎特伯雷。第2支突击编队在英军战斗机的猛烈攻击下被迫逃往郊外，将胡乱丢在郊区。在英军战斗机的拦截下，德军突击飞机多数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。然而，这些冲过防线的德军轰炸机，在英军战斗机的不断追击下，难以进行准确的瞄准轰炸，结果没有能够给伦敦造成什么损失。这一天德国空军损失了28架飞机，英国方面损失了19架飞机和14名飞行员。
对伦敦第二次轰炸并不像第一次轰炸那么顺利，为此希特勒不得不把“海狮计划”推迟到9月24日。9月15日，对伦敦的轰炸又一次开始了。德军派出了400架战斗机掩护近100架轰炸机。而英军组织了17个中队拦截，其中11个来自第11航空队，5个来自第12航空队，1个来自第10航空队。上午11时，当德军飞机刚一飞过英吉利海峡，便有一大群英军战斗机压顶而来，并不断开火射击。两个“喷火式”战斗机中队领头攻击，另有3个中队参加在坎特伯雷上空的战斗。帕克对空战情况并不满意，又命令6个中队紧急起飞，其中两个中队在麦德威河上空攻击1个德军编队，随后又有4个“飓风式”战斗机中队投入战斗。接着，英军第12航空队的5个中队参加作战。“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。尽管有戈林的命令，但德军的战斗机对轰炸机的护卫还是不足。在英军“飓风式”战斗机的追击下，德军轰炸机只得钻入云层以寻找逃避或把胡乱一丢就往回逃。
下午15时，德军空军再次攻击。这一次，他们显得有点急躁，并没有去诱骗英军战斗机航空兵离开预定空域。当德国飞机穿过英国海岸进入英国本土时，英国第11航空队又增派了75个中队，第12航空队也增派了5个中队，第10航空队也从西边派来1个中队。这时英军共有255个中队在空中迎击德军3支突击编队。德军第1支突击编队首先与两个“喷火式”战斗机中队交战。第2支突击编队则陷入一大批“飓风式”战斗机的重围。他们被迫突围，并一边撤退一边投。第3支突击编队向伦敦径直闯去，也被英军战斗机团团围往。一部分轰炸机抽身撤出战斗向回逃去，留下来的那些德军轰炸机及掩护它们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。英军第11航空队的10个中队和第12航空队的5个中队参加了空战。这一连串战斗使这一天的空战达到顶峰。德军飞机被击毁56架，被击落4架，英国空军损失26架飞机。英国把这一天，定为“不列颠之战日”。
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