与此同时德国空军指挥机关开始制定作战方案，7月下旬，参战的主力部队第2、第3航空队联合草拟了方案，7月29日空军作战局对这一方案进行了研究，8月1日第2、第3航空队根据作战局的意见递交了修正方案，8月1日希特勒和总参谋长约德尔联合签发了对英实施全面空袭的第十七号指令，8月2日空军司令戈林下达了空军作战指令，戈林定于8月10日发起第一次大规模空袭，这天将以“鹰日”为代号。
8月初，德国空军为对英作战而集结的飞机已达26690架，其中梅塞施米特-109战斗机9330架，梅塞施米特-110战斗机3750架，容克-87俯冲轰炸机3460架，容克-88、亨克尔-111和道尼尔-17轰炸机共10150架。8月10日，英国南部地区天气非常恶劣，“鹰日”攻击被迫延期。8月11日和8月12日，天气依然没有多大好转，德军出动了部分飞机，攻击了英军雷达站，五个遭严重破坏，一个被完全摧毁，由于德军主要轰炸雷达站的天线而不是核心的控制室，英军能够迅速修复，德军无线电侦测部门又很快发现了雷达信号，认为攻击雷达站是毫无作用的，因此不久就终止了对雷达站的攻击，铸成大错。
被大肆宣扬的“鹰日”攻击终于在8月13日开始，战史上将8月13日至8月23日作为不列颠战役的第一阶段，德军在这一阶段主要目的就是消灭英国空军主力，由于德军飞机航程有限，所以攻击主要集中在英格兰南部，企图尽可能在南部战斗中消耗英军力量，为以后攻击中部地区创造条件。德军除以战斗机掩护轰炸机突击英军机场外，还以战斗机组成游猎群，专门寻找英军战斗机空战。8月13日，由于天气仍不理想，部分战斗机没有按计划起飞，开局显得有些混乱。全天德军投入14850架次，白天突击英国南部七个机场，晚间则攻击英军飞机制造厂。英军出动了727架次迎战，在波特兰和南安普敦的空战尤为激烈，德军有47架飞机被击落，80余架被击伤，英军仅损失12架“飓风”和1架“喷火”，机场遭受的损失微不足道。8月14日，天气依旧是阴云密布，德军仅进行了小编队的零星袭击。
8月15日，因为连日的恶劣天气，戈林将各航空队司令召到在卡琳霍尔庄园的官邸举行军事会议，不料天气突然转晴，留守空军指挥部最高级别的军官第2航空队参谋长保罗戴希曼上校，以军人的责任果断下令出击，谁能想到这天竟然成为不列颠战役中德军出击规模最大的一天！第2、第3航空队几乎是倾巢而出，第5航空队也首次派出飞机参战，这样德军从南北两个方向同时展开攻击。北面的第5航空队以为英军在东北地区防御比较空虚的，加上受航程限制，只派出了34架梅塞施米特-110战斗机掩护63架亨克尔-111和50架容克-88，不料遭到英军第13大队七个中队共计84架战斗机的迎头痛击，德军战斗机空中指挥第76战斗机团第1大队大队长雷斯特曼上尉还来不及调整飞行状态，就被击落。这支在德国空军享有盛名的精锐部队，由于梅塞施米特-110战斗机既笨重，数量又少，在英机打击下损失惨重，总共被击落7架梅塞施米特-110、16架亨克尔-111和6架容克-88，战损率超过20%，从此第5航空队就再未参加不列颠之战。
在英格兰南部的激战中，德军投入了9750架战斗机和6220架轰炸机，发动了四个波次的空袭，猛烈轰炸了英军五个机场和四个飞机制造厂，英军先后投入二十二个战斗机中队，全力抗击。战斗一直持续到天黑，全天德军出动约20000架次，被击落75架，英军出动974架次，空战中损失340架，还有210架轰炸机在地面被击毁，马特尔夏姆和林尼机场遭到较大破坏。这天是不列颠之战开始以来最激烈的一天，被称为“黑色的星期四”，照双方的损失比例，德军仅凭借现有的数量优势，是难以消灭英国空军的。8月16日，德军再次大举出动，但几乎没有取得什么战果。8月17日，德军只有零星小机群进行了骚扰性的空袭。8月18日，德军发动了强劲攻势，遭到英军顽强抗击，被击落71架，而英军仅损失270架。8月19日，戈林在卡琳霍尔庄园官邸召开参谋长会议，总结前一阶段作战情况，决定接下来集中全力攻击英国空军主力第11大队的基地，并停止出动在战斗中损失惨重的容克-87俯冲轰炸机。
8月19日至23日，由于天气原因，空战暂停了五天。不列颠之战的第一阶段至此结束，在这一阶段，德军付出了被击落367架的巨大代价，使英军12个机场和7个飞机制造厂遭到不同程度破坏，6个雷达站一度失去作用，1个指挥中心被炸，1座弹药库和10座储油库被毁，但德军选择目标不集中，一定程度上分散了兵力，降低了突击效果，再加上英军顽强的抗击，没能达到预期目的。英军在这一阶段损失183架。
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295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发回的敌情报告，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，照这样发展下去，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发挥出来，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发动攻势。就在英军遭到无法长期承受的巨大损失，即将陷入崩溃的边缘的时候，德军却突然改变了战术，不再攻击英军的机场和指挥中心，转而对伦敦实施大规模空袭，不列颠之战也就进入了第三阶段。