1940 m. Britanijos mūšyje RAF gynė Britanijos dangų nuo daugiabučių vokiečių. Galbūt ilgiausia ir sudėtingiausia istorijos oro kampanija, Didžiosios Britanijos mūšis reikšmingai prisidėjo prie operacijos "Jūros liūtas" vėlavimo ir vėlesnio neriboto atidėjimo, Hitlerio planų įsiveržti į JK. Rugpjūčio 20 d. Bendruomenių rūmuose, skatinamas nuolatinių RAF pastangų, premjeras Winstonas Churchillis pasakė kalbą tautai, kur jis sakė: "Niekada žmogaus konflikto srityje tiek daug žmonių nebuvo taip skolingi tiek mažai". Didžiausia RAF pastanga karo metu buvo strateginė bombardavimo kampanija prieš Vokietiją, kurią atliko bombonešių komanda. Nors RAF bombardavimas Vokietijoje prasidėjo beveik iš karto po karo pradžios, iš pradžių jis buvo neveiksmingas; tik vėliau, ypač vadovaujant oro pajėgų vyriausiam maršalui Harrisui, šie puolimas tapo vis labiau pražūtingas, nuo 1943 m. pradžios, kai atsirado naujos technologijos ir daugiau aukštesnio lygio orlaivių. Karališkieji oro pajėgos pradėjo bombarduoti Vokietijos miestus, tokius kaip Hamburgas, nakties metu.
ir Dresdeną. Naktiniai bombardavimai sudarė didžiąją RAF bombardavimo kampanijos dalį, daugiausia dėl Hariso, tačiau taip pat buvo sukurtos tikslios bombardavimo technikos konkrečioms operacijoms, tokioms kaip "Dambusters" reidas, kurį atliko 617 skvadronas, arba Amiens kalėjimo reidas, žinomas kaip "Jericho" operacija.