战争爆发时，英国缺乏重型轰炸机，这是他们认为将战争带到德国所必需的。而德国则缺乏能够切断英国大西洋海军补给线的方法。战争对每一方的空军都提出了苛刻的要求。在第二次世界大战开始的一年内，德国空军和英国皇家空军对轰炸机与战斗机之间的平衡理论进行了无数次的测试。在战争过程中，随着美国的加入，成千上万的飞机被摧毁，数十个城市遭到破坏。
德国空军最初试图将轰炸机和战斗机结合起来，支援对波兰、法国和低地国家的地面行动。对鹿特丹和华沙的空袭没有遇到顽强的战斗机抵抗，法国战役的胜利主要是由德国坦克和步兵赢得的，而非轰炸机。但当英国拒绝屈服时，德国试图利用轰炸摧毁皇家空军，破坏英国工业，并为两栖入侵英吉利海峡清理障碍。德国的战略是用轰炸行动消耗皇家空军的战斗机力量，然后对英国航空工业造成足够的破坏，以保持其优势。
皇家空军的战斗机司令部建立了一个复杂的信息收集和分发系统，使其能够在最有利的情况下拦截来犯的德国编队。这为英国节省了大量的燃料和时间，并使拦截更具杀伤力，这是德国无法持续的。德国轰炸机通常在战斗机的支持下行动，而不是独立的编队。德国人尝试了各种不同的支援方案，尽管他们受到远离基地作战的困扰。
飓风和喷火战斗机，以及支持它们的情报和雷达设备，对德国造成的损害超过了德国空军的承受能力。此外，德国轰炸机根本没有足够的载弹量对英国造成足够的破坏。英国工业生产的战斗机数量远远超过德国工业生产的轰炸机，确保了皇家空军始终占据优势，尤其是在英国自己的领土上。虽然战况一度紧张，但战斗机赢得了战争初期的对决。
随着战争的持续发展，德国轰炸机的支持者可以合理地反对，因为德国空军缺乏一种真正的重型轰炸机，既能自我保护，同时又能对敌人造成严重破坏。最终，皇家空军和美国空军建造了这种类型的轰炸机，前者由阿夫罗兰开斯特和汉德利·佩奇哈利法克斯代表，后者由波音B-17飞行堡垒和康索尔德B-24解放者代表。所有这些轰炸机的速度都在每小时280英里左右，英国轰炸机携带更重的载荷（超过12,000磅），而美国轰炸机为了防御装备，牺牲了炸弹载荷
皇家空军在1942年开始了轰炸行动。面对盟军轰炸机编队的是德国的多层防御。这些包括预警雷达、天空观察员和拦截中队，包括Bf-109和福克沃尔夫Fw-190。后者能够以每小时425英里的速度飞行，以每分钟3,300英尺的速度爬升。皇家空军主要在夜间飞行来减少德国这一系统的杀伤力，因为在夜间进行视觉识别和拦截是困难的。
另一方面，美国人致力于测试他们的昼间精确轰炸理论，这使得美国空军轰炸机直接与德国战斗机交战。这将使德国空军的消耗变得巨大，同时也确保了轰炸行动的准确性。但美国轰炸机在准确击中目标方面遇到了困难，这在很大程度上是因为德国空军战斗机的骚扰攻击。1943年的施魏因福特空袭是轰炸机在攻击德国防空系统时所面临困难的一个绝佳例子。这次空袭旨在摧毁德国的轴承生产能力，从而破坏德国的战争经济，但结果是美国轰炸机损失惨重；第一次空袭损失了60架，第二次空袭损失了77架。德国总共损失了不到70架战斗机。
德国空军的拦截机并没有击落所有的轰炸机，但它们也不需要这样做；它们只需要造成一种消耗率。盟军的问题更加严重的是，被击落的德国飞行员在德国上空很快就能重新服役，而盟军的轰炸机机组人员最终被关进了战俘营。德国人的战术是用炸弹或火箭破坏轰炸机编队，然后攻击单个的轰炸机，这些轰炸机相对容易被击落。一些德国飞行员甚至撞击盟军飞机，这是一种让许多飞行员能够幸存下来的战术。
随着1944年和1945年轰炸行动进入高潮，美国空军为其轰炸机引入了远程护航。这使得轰炸机变成了一种反作用力工具，因为德国战斗机在与护航的轰炸机编队交战时处于严重的劣势。与此同时，德国人引入了战争中的顶级拦截机——Me-262“燕子”喷气战斗机，其速度可以超过每小时550英里，爬升速度为每分钟1,200米。盟军设法对德国造成了可怕的破坏，尽管代价巨大。
二战在欧洲进行的战略轰炸机攻势将世界上最先进的轰炸机与最先进的战斗机对峙了起来。战斗机对轰炸机造成了可怕的损失，但攻势无疑对德国的工业生产产生了深远影响。盟军方面损失了数千架轰炸机和战斗机，德国方面有大量战斗机飞行员阵亡。盟军和德国的军事伤亡都是可怕的，德国平民的伤亡也同样严重。
盟军拥有足够的经济优势，能够将大量的人力和物资投入到攻势中，从而对结束战争产生了积极影响。
