Durante la Battaglia d' Inghilterra nel 1940, la RAF difese il cielo britannico contro i tedeschi numericamente superiori. In quella che è forse la più lunga e complicata campagna aerea della storia, la battaglia d'Inghilterra ha contribuito in modo significativo al ritardo e al successivo rinvio indefinito dell'operazione Sea Lion, i piani di Hitler per un'invasione del Regno Unito. Nella Camera dei Comuni il 20 agosto, spinto dagli sforzi in corso della RAF, il primo ministro Winston Churchill tenne un discorso alla nazione, in cui disse: "Mai nel campo del conflitto umano è stato così tanto dovuto da così tanti a così pochi". Il più grande sforzo della RAF durante la guerra fu la campagna di bombardamento strategico contro la Germania da parte del Bomber Command. Mentre i bombardamenti della RAF sulla Germania iniziarono quasi immediatamente dopo lo scoppio della guerra, all'inizio erano inefficaci; fu solo più tardi, in particolare sotto la guida del maresciallo Harris, che questi attacchi divennero sempre più devastanti, dall'inizio del 1943, quando la nuova tecnologia e un maggior numero di aerei superiori divennero disponibili. La RAF adottò il bombardamento notturno su città tedesche come Amburgo
e Dresda. I bombardamenti notturni costituivano la maggior parte della campagna di bombardamenti della RAF, principalmente a causa di Harris, ma svilupparono anche tecniche di bombardamento di precisione per operazioni specifiche, come il raid "Dambusters" del No. 617 Squadron, o il raid sulla prigione di Amiens noto come Operazione Jericho.