Mùa hè năm 1940, sau khi Pháp đầu hàng quân Đức, Anh là quốc gia duy nhất ở Tây Âu chưa khuất phục trùm phát xít Hitler. Muốn mở cuộc tấn công lên lãnh thổ Anh, quân Đức cần phải kiểm soát eo biển Anh, chia rẽ phía nam nước Anh và phía bắc Pháp, chiến dịch Sư tử biển khi đó được hình thành.
Theo kế hoạch, 100.000 quân Đức sẽ đổ bộ lên hai bãi biển Kent và Sussex để mở chiến dịch xâm lược Anh. Để làm được điều này, phát xít Đức sẽ phải chiếm được thế thượng phong trên bầu trời.
Sức mạnh không quân Anh khi đó chủ yếu dựa vào hai máy bay Spitfire và Hurricane trong khi phe Đức là máy bay Messcherschmitt và máy bay ném bom Junker – một trong những máy bay tốt nhất trong Thế chiến 2.
Đức chuẩn bị cho trận không chiến lịch sử với 2.550 máy bay còn lực lượng phía Anh là 1.963 chiếc. Máy bay Anh vốn được sản xuất với chất lượng khá tốt nhưng thiếu các phi công dày dạn kinh nghiệm. Nhiều phi công Anh đã thiệt mạng trong cuộc chiến ở Pháp. Những tổn thất đó là không thể bù đắp.
Đóng vai trò là phe phòng thủ, không quân Anh có những lợi thế nhất định so với Đức. Anh có radar hiện đại, giúp cảnh báo sớm về sự xuất hiện của máy bay Đức. Cho đến mùa xuân năm 1940, Anh đã xây dựng 51 trạm radar ở bờ biển phía nam. Anh cũng duy trì Quân đoàn Quan sát phòng không Hoàng gia (ROC), sử dụng các phương tiện theo dõi từ phức tạp đến cơ bản nhất như ống nhòm.
Các máy bay Anh có lợi thế về thời gian chiến đấu trên không ở Kent và Sussex do có thể nhanh chóng hạ cánh nạp nhiên liệu trong khi máy bay Đức phải trải qua quãng đường dài. Việc biên chế quá nhiều máy bay ném bom mà thiếu đi các chiến đấu cơ cần thiết cũng khiến cho chiến dịch của Đức gặp nhiều khó khăn. Các máy bay Đức nếu sử dụng hết cơ số đạn sẽ hoàn toàn vô dụng và không thể bảo vệ oanh tạc cơ trên bầu trời Anh.
Thủ tướng Anh Churchill khi đó đánh giá: "Máy bay Đức nhanh hơn và có khả năng bay cao hơn, nhưng máy bay của Anh cơ động hơn và được trang bị vũ khí tốt hơn".
Trận chiến nước Anh là chiến dịch đầu tiên trong lịch sử mà hai lực lượng quân sự chỉ đối đầu nhau bằng máy bay trên không. Trước đó, chưa bao giờ có cuộc oanh tạc và đụng độ trên không trong thời gian dài và mức độ tàn khốc như vậy.
Giới lãnh đạo Đức hy vọng rằng các những đợt tấn công đầu sẽ thu hút một số lượng lớn máy bay tiêm kích Anh. Nhưng sau những trận đụng độ đầu tiên, không quân Anh đã khôn khéo chuyển máy bay của mình vào sâu hơn trong đất liền làm cho máy bay Đức không thể tấn công.
Adolf Galland, người được phong tướng phát xít Đức khi mới 29 tuổi nhận xét: "Các máy bay Đức trong tình trạng như con chó bị xích, muốn nhảy bổ vào xâu xé kẻ thù, nhưng vì ở xa hơn tầm xích nên không làm gì được".
Vì không chiến chủ yếu trên bầu trời Anh, nên nếu phi công Anh chẳng may bị bắn rơi và nhảy dù được thì ngay hôm sau đã có thể tiếp tục tham chiến, nhưng nếu phi công Đức bị bắn rơi thì sẽ bị bắt làm tù binh.
Cho đến hết tháng 7, không quân Anh tổn thất 150 máy bay còn phía Đức là 268. Từ tháng 8, Đức đổi chiến thuật oanh tạc sân bay, trạm radar và phòng chỉ huy với hy vọng máy bay Anh không thể cất cánh. Không có radar, không quân Anh không thể kịp thời đưa ra phương án phòng vệ trước hướng tấn công của Đức.
Ngày 13.8.1940 được gọi là "Ngày Đại bàng". Theo lệnh của Hitler, không quân Đức phải dốc sức đánh bại lực lượng không quân Anh để có thể chuyển sang giai đoạn tiếp theo của chiến dịch.
Không quân Đức đã chia thành hai đợt tấn công với tổng cộng 1.485 lượt máy bay cất cánh để đồng loạt tấn công các sân bay, trạm radar và nhà máy sản xuất máy bay ở miền nam nước Anh.
Giữa tháng 8, máy bay ném bom và tiêm kích của Đức lại mở đợt tấn công ồ ạt mới. Không quân Anh khôn khéo vừa đáp trả vừa chủ động lùi xa khỏi tầm bay của máy bay Đức, khiến phía Đức chịu thiệt hại nặng nề. Ngày 18/8 sau đó là ngày kịch chiến dữ dội nhất với thiệt hại lớn nhất ở cả hai bên: Phía Đức mất 100 máy bay, trong khi phía Anh mất đi 135 chiếc.
Sai lầm của thống chế Herman Goering, chỉ huy lực lượng không quân Đức là việc không dứt khoát oanh tạc trạm radar Anh cũng như không đánh giá chính xác những kiệt quệ mà phía Anh phải đối diện trong một cuộc không chiến kéo dài. Chuyển mục tiêu sang đánh bom các thành phố cũng gián tiếp giúp không quân Anh củng cố lực lượng, các phi công có thêm thời gian nghỉ ngơi.
Trận đánh ác liệt cuối cùng diễn ra vào ngày 15.9 với 1.500 máy bay của hai bên tham chiến. Trong hồi ký, Thủ tướng Anh Churchill nhận định: "Đây là một trận đánh quyết định và giống như trận Waterloo". Khi đó, ông Churchill vừa hút xì gà vừa theo dõi trận chiến trong trung tâm chỉ huy của phi đoàn máy bay tiêm kích 11 ở Uxbridge. Một viên sĩ quan đã yêu cầu vị Tổng tư lệnh tắt thuốc: "Thưa ngài, ở đây cấm hút thuốc!". Churchill tắt thuốc và điếu thuốc đó được đóng khung và treo ở sở chỉ huy làm bùa hộ mệnh cho các phi công.
Ngày 15.9 cũng là thời điểm cuối cùng mà Hilter còn kiên nhẫn cho cuộc đối đầu trên không với Anh. Chỉ riêng trong ngày đó, Đức mất 60 máy bay còn tổn thất phía Anh là 28. Ngày 17.9, trùm phát xít Đức được cho là đã tuyên bố hoãn vô thời hạn chiến dịch xâm lược Anh dù những đợt ném bom lẻ tẻ vẫn diễn ra sau đó.
Cho đến ngày cuối cùng, phía Anh đã mất khoảng gần 80% số máy bay chiến đấu tương đương 1.744 chiếc. Phát xít Đức tổn thất gần 75% tổng số máy bay, tương đương 1.977 chiếc. Tổng cộng 2 bên thiệt hại hơn 3.700 máy bay. Theo các chuyên gia quân sự, thêm một nguyên nhân dẫn đến thất bại ê chề của phát xít Đức đó là không quân nước này bị nhiễu loạn bởi thời tiết dày đặc sương mù đặc trưng của nước Anh.
Đây là thất bại đầu tiên của quân đội Đức và dẫn đến bước ngoặt quan trọng trong lịch sử Thế Chiến 2. Người Anh coi đây là một chiến thắng mang tính quyết định, chặn đứng bước tiến của quân Đức ở mặt trận phía tây.
Mặt khác, chiến thắng này còn dẫn đến sự tham chiến của nước Anh trong trận chiến Đại Tây Dương và trận Normandie năm 1944.
Chiến thắng của Anh được xem là trận phòng không mẫu mực trong thế kỷ 20. Ngày 15.9 hàng năm được Anh và nhân loại ghi nhớ là trận không chiến lịch sử, một cột mốc quan trọng trong việc chặn đứng quân đoàn Phát xít trong chiến dịch thôn tính toàn bộ châu Âu.
Đây chính là thời khắc mà những người con nước Anh quyết định vận mệnh lịch sử của toàn bộ nhân loại, cựu Thủ tướng Anh Winston Churchill khi đó nhận định về trận không chiến này.