为减少飞机损失，戈林下令从1940年10月1日起对伦敦的空袭从白天改为夜间，并鉴于英军战斗机注重攻击轰炸机，忽视战斗机的特点，白天由梅塞施米特109加挂炸弹，进行偷袭。一开始果然奏效，加挂炸弹的梅塞施米特109毫无阻拦。8月13日至23日，德国空军损失290架飞机，空中攻势受挫，而英国战斗机则损失114架。

在空战的第二阶段，德国空军企图打开通往伦敦的空中通道，以消灭剩余的的英国战斗机并摧毁其地面设施和飞机制造厂，随后对伦敦实施集中轰炸。道丁命令派遣尽可能多的战斗机去保护南部的飞机制造厂，并对进攻地面设施的敌机实施截击。

从8月24日至9月6日，不列颠之战进入了关键的第二阶段，德军根据戈林的决定，对英军第11大队的主要基地和英格兰南部的飞机制造厂进行了大规模空袭，在这两周时间里，德军每天出动飞机都在1000架次以上，其中8月30日和8月31日两天，更是达到了日均1600架次轰炸一个波次接着一个波次，空战连着空战，在这决定性的阶段，英军飞行员由于一个多月以来一直处于高度紧张状态，有时一天就要出动几次，已经非常疲惫。空战开始以来，英军有103名飞行员阵亡，128名重伤，伤亡总数占全部飞行员的四分之一英国空军开始出现人员紧缺的困境，尤其是富有经验的飞行骨干大量伤亡，连一些年仅二十岁左右的青年就已经算是老手了。就在这样严峻的局面下，深谋远虑的道丁上将依旧没有动用保留在北部纵深地区的280架飞机的后备力量，他的这种战略受到了前线艰苦奋战将士的谴责和后方待命将士的抱怨。尽管如此，英军依然在顽强苦战，有些飞行员一天出动几次，保持着高昂的士气，甚至在9月6日英军的出动架次竟然超过了德军地勤人员夜以继日地维护保养、抢修受伤的飞机，体力精力都达到了极限，很多在工作中晕倒。8月24日至9月6日两周中，英军有195架飞机被击落，171架被重创，而同一时间里英国生产出的新飞机加上修复的飞机总数只有269架，英国空军已经是元气大伤更严重的是英国南部最重要的5个机场都遭到严重破坏，英国空军最重要的指挥中枢地下扇形指挥中心，指挥中心根据雷达站、地面防空观察哨和空中作战的飞行员回的敌情报告，进行综合分析评估，再用无线电指挥空中的战斗机作战，德军通过无线电监听截获了指挥中心与飞行员之间的通话，意识到这些指挥中心的重要性，便全力攻击这种指挥中心，在南部地区和伦敦附近的7个指挥中心有6个被摧毁英国空军的指挥和通信系统已经到了崩溃的边缘，照这样展下去，英国空军很快就会失去抵抗的力量而德军在数量上的优势开始逐步挥出来，在这两周里，德军损失了214架战斗机和138架轰炸机，但还有足够的力量继续动攻势。

英军在之前的战斗中占据优势，但实际对皇家空军的损耗依旧巨大。同时德国空军也面临着刻不容缓的问题，其在不列颠的战斗极大地消耗了德军的后勤供给，因此德国高层被迫将战略目标从攻击军事目标压倒皇家空军转为攻击城区并削弱英国国力，入侵英国的海狮计划被无限期搁置。德军改变了战术，对伦敦实施大规模空袭，不列颠之战也就进入了第三阶段。

8月24日12架迷航的德军轰炸机飞临伦敦，在市中心投下了炸弹。8月25日根据丘吉尔相的指示，英国空军出动81架轰炸机空袭柏林，作为报复。尽管空袭造成的物质损失微乎其微，但在心理上极大地震撼了德国8月28日夜和8月31日夜英军又两次空袭柏林，使柏林市民也真切体会到了战争。西塔拉被激怒了，叫嚣要彻底毁灭伦敦9月3日，戈林召开了参谋长会议，决定从9月7日起攻击重点转为伦敦。9月4日，西塔拉在演讲中声称将以夜袭来回报夜袭，英国人投下一千公斤炸弹，德国空军将要以十倍、百倍甚至千倍的炸弹去回报。实际上，德军对伦敦的空袭8月底就已经开始。9月6日晚，德军出动68架最新的6型“旋风”轰炸机次有计划地轰炸伦敦，但是驾驶他们的却并非志愿军的中国飞行员。中国人的复仇之火尚未降临，英国人的噩梦还远远没有醒来。