1940 aasta Suurbritannia lahingu ajal kaitses RAF Inglismaa taevast arvuliselt ülekaalukate sakslaste vastu. Võib-olla ajaloo kõige pikema ja keerulisema õhkampaania käigus aitas Suurbritannia lahing oluliselt kaasa operatsiooni "Mere lõvi" edasilükkamisele ja hilisemaks määramata ajaks edasi lükkamisele, Hitleri plaanidele Suurbritannia sissetungiks. 20. augustil avaldas RAF-i jätkuvate jõupingutuste tõttu parlamendi alamkojas peaminister Winston Churchill kõne rahvale, kus ta ütles: "Inimese konflikti valdkonnas pole kunagi nii palju võlgu nii paljudele nii vähestele". Suurim RAF-i jõupingutus sõja ajal oli pommirühmade strateegiline pommitus Saksamaa vastu. Kuigi RAF-i pommitamine Saksamaal algas peaaegu kohe pärast sõja puhkemist, oli see alguses ebaefektiivne; alles hiljem, eriti õhuväe ülemmarssal Harris'i juhtimisel, muutusid need rünnakud üha hävitavamaks, alates 1943. aasta algusest, kui uus tehnoloogia ja suurem arv kõrgemaid lennukeid said kättesaadavaks. RAF võttis kasutusele öise piirkonna pommitamise Saksa linnades nagu Hamburg
ja Dresden. Õhusaja pommitamised moodustasid RAF-i pommituskampaania suurema osa, peamiselt tänu Harrisile, kuid see arendas ka täpset pommitamise tehnikat konkreetsete operatsioonide jaoks, nagu No. 617 Squadroni "Dambusters" rünnak või Amiensi vangla rünnak, mida tuntakse operatsioonina Jericho.