Самолеты шли группами на различных высотах (между 13500 и 19500 футами) в тесном строю в две волны. Истребители сопровождения применили новую тактику: одна группа истребителей шла впереди на высоте 24 тыс. футов, а другая — параллельно курсу бомбардировщиков на удалении всего лишь 300 футов.
Казалось, этой новой тактике трудно противостоять. Правда, при первом налете в ней не было необходимости, поскольку в штабе 11-й авиационной группы ожидали налета немецкой авиации на глубинные авиационные базы и поднятые в воздух истребители (четыре эскадрильи) патрулировали в основном районы севернее Темзы, так что путь на Лондон был открыт. Первая волна немецких самолетов направилась к лондонским докам, а вторая, пройдя над центральными районами города, повернула к Ист Энду и докам. Бомбометание не было таким точным, как планировалось, однако в густонаселенных районах Ист Энда в результате бомбардировки имелись большие жертвы среди населения. После первого дневного налета на Лондон более 300 человек было убито и более 1300 тяжело ранено. Для истребительного командования это был печальный день. И все же, несмотря на то что большинство истребительных эскадрилий прибыло к району налета с опозданием и не сразу нашло способ борьбы с новой тактикой немцев, им удалось уничтожить 41 самолет противника. Англичане потеряли только 28 самолетов. Особенно эффективно действовала 303-я (польская) эскадрилья, базировавшаяся в Нортолте.
Пожары, пылавшие в Ист Энде, послужили ориентиром для немецких самолетов, предпринявших новый налет с наступлением темноты. Он продолжался с 20.00 почти до 5.00 следующего дня. Геринг торжествующе сообщил по телефону своей жене о том, что Лондон объят пламенем. Отсутствие сопротивления навело Геринга и его подчиненных на мысль, что английская истребительная авиация, видимо, истощила свои силы. На следующий день Геринг приказал расширить зону бомбардировок в Лондоне.
У французского побережья Ла-Манша скапливалось все больше и больше десантно-высадочных средств, и утром 7 сентября английское правительство выступило с предупреждением о возможной попытке противника вторгнуться в Англию. Налет немцев на Лондон еще больше встревожил англичан. В район возможного вторжения стали подтягиваться некоторые вспомогательные подразделения службы наблюдения.
Поскольку нужных ночных истребителей не было, оборона Лондона, как и оборона других городов, в этот решающий период зависела в основном от зенитной артиллерии и прожекторов. Вечером 7 сентября для защиты Лондона на место оказалось лишь 264 зенитных орудия, однако благодаря быстрым действиям Пайла в течение следующих 48 часов количество их было удвоено. Более того, вечером 10 сентября Пайл приказал вести огонь, не жалея боеприпасов. Хотя число попаданий было ничтожным, частота стрельбы оказывала известный эффект, а главное, поднимала дух у населения. Кроме того, огонь зенитной артиллерии вынудил немцев действовать на больших высотах, что уменьшило точность бомбометания.
Второй дневной налет на Лондон Кессельринг предпринял во второй половине дня 9 сентября. На этот раз 11-я авиационная группа была готова к отражению налета. Ей помогали истребители из состава 10-й и 12-й авиационных групп. Английская авиация действовала настолько успешно, что строй немецкой армады оказался нарушенным задолго до приближения к Лондону. Удалось прорваться лишь половине участвовавших в налете бомбардировщиков, но и они не сумели выполнить своих задач.
Итоги нового этапа немецкого воздушного наступления имели важное значение для англичан. Немцы, переключив свои усилия на Лондон, ослабили удары по базам истребительного командования, переживавшего тяжелый кризис. Жертвы, понесенные столицей и ее жителями, оказались спасительными для обороны страны в целом.
Кроме того, потери в результате налета 9 сентября вынудили Гитлера отдать приказ об отсрочке вторжения до 24 сентября. Теперь сигнал к вторжению намечалось дать 14 сентября в соответствии с ранее установленным десятидневным сроком предупреждения.
Плохая погода дала некоторую передышку обороне Лондона, однако 11 и 14 сентября немецким бомбардировщикам удалось прорваться к городу. Английские истребители действовали настолько неорганизованно, что командование люфтваффе в который раз объявило о разгроме англичан. Гитлер сократил срок предупреждения о вторжении до семи дней.
В воскресенье 16 сентября утром Кессельринг предпринял новый налет. На этот раз английские истребители действовали более согласованно. Немецкие самолеты на всем пути от побережья подвергались атакам одной-двух эскадрилий попеременно (всего в этих атаках участвовало 22 эскадрильи). В зону Лондона прорвалось только 148 бомбардировщиков, но и им помешали провести бомбометание прицельно. По возвращении на базы немецкие самолеты были атакованы 12-й авиационной группой (около 60 истребителей). И хотя атака не имела большого эффекта, немецкие летчики были явно напуганы внезапным появлением множества истребителей. В полдень под прикрытием облачности значительное число немецких бомбардировщиков беспрепятственно прорвались к Лондону. Бомбардировка причинила большой ущерб и привела к большим жертвам в густонаселенных кварталах Ист Энда. В течение дня английская противовоздушная оборона вывела из строя приблизительно четвертую часть всех участвовавших в налетах бомбардировщиков. Во многих немецких экипажах были раненые и убитые. Это отрицательно сказалось на моральном духе личного состава люфтваффе.
Действительные потери немцев в течение этого дня, как было установлено позже, составили 60 самолетов, то есть в три раза меньше той цифры (185 самолетов), которую торжественно сообщило английское министерство авиации. Английская авиация потеряла только 26 истребителей, причем большинству летчиков удалось спастись. Итог был более благоприятным, чем в прошедшие недели. И все же Геринг, обвиняя во всем летчиков истребительной авиации, продолжал сверхоптимистически утверждать, что с английской истребительной авиацией через четыре-пять дней будет покончено. Однако никто в Германии не разделял его оптимизма.
Гитлер выразил согласие с мнением штаба ВМС, что английская авиация отнюдь не побеждена, 17 сентября, сославшись на ухудшение погоды, он отложил вторжение на «неопределенный срок».
На следующий день Гитлер издал приказ — прекратить накапливание десантно-высадочных средств в проливе и начать их рассредоточение. К этому времени английская авиация потопила или нанесла повреждения 21 транспорту из 170 и 214 десантным баржам из 1918. 12 октября начало операции «Морской лев» было окончательно перенесено на весну 1941 года, а в январе Гитлер приказал прекратить все приготовления, за исключением осуществления некоторых долгосрочных мер. Его помыслы теперь были определенно устремлены на Восток.
Геринг продолжал настаивать на дневных налетах, однако результаты с каждым разом все больше разочаровывали, хотя и имели место отдельные случайные успехи. 25 сентября сильной бомбардировке подвергся авиационной завод близ Бристоля, а на следующий день был временно выведен из строя завод близ Саутгемптона. Полным провалом закончился крупный налет на Лондон 27 сентября, а в последнем крупном дневном налете 30 сентября лишь немногим немецким самолетам удалось достичь английской столицы. Немцы потеряли 47 самолетов, в то время как английская авиация только 20.
Разочаровывающие итоги битвы во второй половине сентября и тяжелые потери в бомбардировочной авиации заставили Геринга прибегнуть к использованию истребителей-бомбардировщиков, действовавших на большой высоте. Примерно в середине сентября всем соединениям немецкой истребительной авиации, участвовавшим в боях, было приказано выделить около трети своих самолетов для переоборудования в истребители-бомбардировщики. Таким образом было создано в общей сложности около 250 истребителей-бомбардировщиков. Однако на переподготовку летчиков отводилось очень мало времени. Бомбовая нагрузка, которую могли нести эти самолеты, оказалась недостаточной для того, чтобы причинить значительный ущерб объектам налетов. Кроме того, летчики инстинктивно избавлялись от бомб как можно скорее, сразу же после начала боя.
