9月3日，戈林在海牙又召开一次参谋长会议。会上批准了改在白昼轰炸伦敦的重大决议——凯塞林在一开始就这样主张过，现在希特勒也同意了。开始日期定于9月7日。
与此同时，第三航空队所有的三百架轰炸机将全部用于一次夜间轰炸攻势。这符合施佩勒的心意，他一向主张轰炸船舶和港口，他也越来越怀疑是否可能粉碎英国战斗机队和炸掉战斗机机场。
7日下午，戈林和凯塞林站在加莱和维桑之间的白鼻子角(CapBlancNez)山崖上观看。大约一千架第二航空队飞机的大机群(AirArmada)——三百多架轰炸机由六百四十八架战斗机护航——向伦敦进发。这大机群在一万三千五百至一万九千五百英尺高空，密密麻麻的一层层向上排成梯形，严密编队分成两批飞行。德国战斗机防御队形采用了新战术，一队护航机在二万四千至三万英尺高空遥遥领先，另一队护航机则与轰炸机相距只有三百码光景，在四面八方，给予严密掩护。
事后证明这种新战术很难对付，但在这第一次简直是多此一举。一则因为英国第十一大队司令部的防空指挥官认为内线防区站还会遭到一次轰炸，再则，已经起飞的四个战斗机中队大都集结在泰晤士河以北。因此，通向伦敦的道路是畅通的。第一批飞机直飞到伦敦船坞；第二批飞过伦敦中心，再折回飞过东区(EastEnd)和船坞。轰炸并不如德军所想象的那么准确，许多轰炸机没有瞄准目标，反而对准人烟稠密的东区投弹，结果造成居民更大的伤亡。在这第一次——也是最后一次——对伦敦大规模的白昼轰炸中，三百多平民炸死，一千三百多平民受重伤。
对英国战斗机统帅部说来，这是令人沮丧的一夜。多半中队虽然姗姗来迟，又受到德国新战术的困扰，但还是打击了敌人，以损失二十八架的代价，使德机损失四十一架。来自诺索尔特(Northolt)的第三百零三(波兰)中队的一次特别凶猛的袭击，对德军震动最大。
东区的熊熊大火成了继之而来的夜袭的烽火信号；夜袭从晚上8时开始，一直持续到将近清晨5时。戈林打电话给妻子，洋洋得意地告诉她：“伦敦烧起来了。”由于英国不予抵抗，他和许多部下便认为英国战斗机队即将消耗殆尽。所以，第二天，他下令扩大伦敦地区的轰炸面积。
同时，在英吉利海峡集合的入侵驳船一天天增加，7日早晨，英国政府发布了预防入侵的警告。在紧接着的空袭之后，扩大了警告面，结果，征集了若干辅助部队，用作入侵报警的教堂钟声也在响个不已。
由于缺乏合适的夜航战斗机，伦敦的防务同其他城市一样，在这紧急关头，主要靠的是高射炮和探照灯。在7日晚上，只有二百六十四门高射炮在场保卫伦敦，但是，多亏派尔当机立断，采取措施，在其后的四十八小时内数量就增加了一倍。此外，从10日晚上起，他安排了“弹幕射击”(TheBarrage)，还通知说，不管听到什么消息，每一门炮就尽量开炮。虽然命中率很小，但是一阵阵炮声，对居民大有补药的妙用，士气为之一振，同时也有了重要的具体效果，把轰炸机赶向了高空。
9日下午，凯塞林对伦敦发动第二次白昼轰炸。英国第十一大队这次已有准备，有九个中队进入阵地，还有第十和第十二大队的飞机合作。中途截击非常成功，多数德国机队还没有到达伦敦就已被击溃。只有不到半数的轰炸机冲过防线，但几乎没有一架击中目标。
德军这一新攻势的最重要后果，是给英国战斗机统帅部大大解除了紧张。英国战斗机统帅部由于遭到德机集中轰炸，原来一直深受苦难；在快要崩溃时，德国却转而去轰炸伦敦了。首都及其人民所承受的惩罚，成了保全国防的因素。
此外，9月9日令人失望的战果，也使希特勒入侵前的十天警告期又一次推迟——这次推迟到14日，警告在24日入侵。
天气逐渐恶化，伦敦防务才稍为缓和，但是，在11和14两日，有若干架德国轰炸机冲过防线，而英国战斗机的截击却是零零落落的，因此，德国空军乐观地报告说，英国战斗机统帅部的抵抗已开始崩溃。这样，希特勒虽然又将警告期推迟，但只推迟了三天，到17日。
凯塞林在15日星期日早晨发动了一次新的大轰炸。这次对付轰炸的英国战斗机防御，计划得比较好，时间也算得比较准。虽然德国大机群从沿海起一路上受到一、两个中队，总计二十二个中队的一系列袭击，可是仍有一百四十八架轰炸机冲过防线，到达伦敦地区——只是受到了阻扰，未能准确投弹，而且大都散得很开。后来，德机掉头返航时，英国第十二大队的杜克斯福德(Duxford)联队，约六十架战斗机，从东英吉利疾飞而来，虽因高度不够而失效几分，但其规模之大使德国飞行员毛骨悚然。下午，阴云帮了攻方的忙，一大批德机顺利到达伦敦，一颗颗炸弹在那里，特别是对东区拥挤的房屋造成很大破坏。不过，整整一天，大约有四分之一轰炸机被击毁，更多受到损坏，往往至少有一个或死或伤的机组人员被带回基地，这对那些机场的士气必然产生影响。
那天德机的实际损失，经事后核实确定，为六十架。当时英国空军部得意地宣布为一百八十五架，而德机的实际损失还不到这一数字的三分之一。不过，英国皇家空军只损失二十六架战斗机(半数驾驶员被救)，相比之下，情况良好，同近几个星期的情况相比，损失也少得多。戈林一面仍旧责备战斗机，一面继续乐观地谈论，并估计英国战斗机队在四、五天内就要完蛋。但是，他的部下和他的上级再也不同他一样乐观了。
17日，希特勒同意海军参谋部的意见，认为英国皇家空军仍然没有打垮，并且强调恶劣天气的一段时期已经到来，把入侵日期推迟到“另待通知”。第二天，他命令不要再在英吉利海峡诸港口集结船舶，并同意不妨开始解散船舶——运输船的百分之十二(一百七十艘中的二十一艘)和驳船的百分之十(一千九百一十八条中的二百一十四条)已为英机击沉或击伤。10月12日，“海狮”计划已肯定推迟到1941年春季——而1月间，希特勒指令，除少数长期措施外，所有准备工作全部停止。他的心思现在已肯定转向东方。
戈林仍然坚持白昼轰炸，但是战果越来越令人失望，尽管在边远港口偶尔也有得手之时。9月25日，布里斯托尔(Bristol)附近菲尔顿(Filton)的飞机工厂受到猛烈轰炸，次日，由安普敦(Southampton)附近的喷火式战斗机厂一时遭到摧毁。可是，27日对伦敦的一次大轰炸却遭惨败；在30日最后一次白昼大轰炸中，只有一小部分飞机到达伦敦，并且损失四十七架飞机，而英国皇家空军只损失二十架战斗机。
在9月下半月带来令人失望的战果和轰炸机大受损失之后，戈林改而使用战斗轰炸机进行高空作战。大约在9月中旬，参加战斗的德国战斗机队奉命放弃三分之一的战斗机，以改装为战斗轰炸机，这样就有了二百五十架左右的战斗轰炸机。但没有充分时间来重新训练驾驶员，机上所能携载的炸弹也不足以造成严重破坏，另一方面，一投入战斗，就出于本能，只想甩掉炸弹。
对战斗轰炸机所能作的最好评价是，使用战斗轰炸机，可以暂时减少德机的损失，同时可使英国皇家空军一直保持紧张。但是，到10月底，德机的损失又回升到原先的比例；天气越来越坏，战斗轰炸机人员更加紧张；他们都是从临时建成的沼泽般机场上起飞的。10月间，德机损失三百二十五架，大大超过英机的损失。
现在只有德国“常规”轰炸机的夜间轰炸，才使英国大受骚扰。从9月9日起，施佩勒第三航空队的三百架轰炸机确定了一个标准格局；有五十七夜之久，伦敦夜夜遭到平均一队为一百六十架飞机的轰炸。
11月初，戈林发出表明策略显然改变的新命令。规定只在夜间空袭，轰炸城市、工业中心和港口。抽调了第二航空队的轰炸机，轰炸机就有了七百五十架之多，不过每次只动用这一总数的三分之一。由于夜间可以飞得慢一些，低一些，携载的炸弹就可以比白天多一些，一夜投下一千吨之多。但是，精确度很差。
新攻势在11月14日夜间以轰炸考文垂(Coventry)开始。既有明亮月光又有特种“导航机”(Pathfinder)部队的协助。但成效不及后来对伯明翰(Birmingham)、南安普敦、布里斯托尔、普利茅斯(Plymouth)和利物浦之类城市的大轰炸。12月29日，伦敦受到严重破坏，特别是市中心。然而，此后，轰炸却松懈下来，直到3月天气好转。1941年5月10日，即在西欧发动闪电战一周年的那天晚上，对伦敦一系列猛烈的轰炸，终于使伦敦受到极大破坏。不过，在英国上空的所谓“闪电战”，于5月16日却告结束——此后，德国空军的大部分飞机便为即将到来的入侵俄国一举而调往东方。
从1940年7月到10月底的德国空中攻势所造成的破坏和混乱，远远超过公认的程度，如果更持久地加紧并反复轰炸工业中心，那末后果就会更严重。但是，德国空中攻势并没有达到摧毁英国皇家空军战斗机力量和英国人民士气的目的。
在7月到10月底的英国之战中，德国损失一千七百三十三架飞机——并非英国所称的二千六百九十八架，而英国皇家空军则损失九百一十五架战斗机——并非敌人所称的三千零五十八架。
