1943年春，英美已经在西线取得制空权，而在东线，德国的空中优势也已消失。英美统一轰炸目标，逐步增加兵力。1943年1月，英美在卡萨布兰卡会议上确定战略轰炸的目的是削弱德国的军事、经济和工业实力，摧毁德国人的斗志，使其丧失军事抵抗能力。轰炸的顺序为潜艇工业、航空工业、交通运输系统、石油工业等。为执行这一决定，英国主张夜间面积轰炸，美国主张昼间精确轰炸。两国各行其是，双方很少协同。英国空军由查尔斯·波特尔爵士负责，美国空军由伊拉·克拉伦斯·埃克将军负责。1943年盟国空军中队增加很快，双发飞机逐渐被英国斯特林式轰炸机、兰开斯特轰炸机、哈利法克斯轰炸机及美国的B-17和四发B-24轰炸机所取代。在此期间，英国空军进行了三个以城市为目标的空中战役。

鲁尔空中战役

1943年3—7月对鲁尔区若干城市进行43次空袭，轰炸航空兵出击18506架次，被击落876架，负伤2126架，不顾如此惨重的损失，在2月间有593架以上的飞机执行每天的轰炸任务，到1943年8月，每天参加轰炸的飞机达到787架，杜伊斯堡、埃森、科隆等、多特蒙德等城市和工厂遭到严重破坏，5月16—17日夜间，盖伊·吉布森指挥精锐的617中队19架重型轰炸机利用特制的炸弹摧毁了鲁尔水坝。轰炸完全成功，但中队却陷入了一个可怕的高射火炮网，损失了8架飞机和机组人员，这次精确轰炸得到了惊人的效果，发电量下降了，鲁尔的工厂缺水，而谷地则洪水泛滥，但到秋天的时候水坝修复了。

柏林空中战役

1943年11月23日，英美开始空袭柏林，至1944年3月英国共出动20224架次飞机对柏林空袭16次，对其他城市空袭12次。这对英国空军来说是一次失败的战役，由于遭德战斗机截击，损失重大，被击落1047架，被击伤1682架飞机。

美军白昼大轰炸

在英国空军进行三大战役期间，以埃克将军为首的美国第八航空队也深入德国腹地，袭击其生产生产飞机、人造纤维和滚珠轴承的工业城市，但美国的损失是很大的。1943年10月14日轰炸施魏因富特轴承厂，出动的291架飞行堡垒，由于战斗机不能全程护航，遭德机截击，被击落60架，击伤138架，飞机损失率之高为空战史上罕见。

到1943年底，直射行动到达危机点，对德国的空中进攻已经产生显著效果，但代价是巨大的。在1943年10月之前，德国一直在增加歼击机的兵力，他们的高射炮火是无情的，何况德国的许多工业城市位于盟国的歼击机护航范围之外。由于阿尔贝特·施佩尔的努力，1943年上半年德国军火生产上升，有一段时间达到顶峰，然后下降，到1944年头几个月再次上升，原来预期的德国民心士气崩溃也没能实现。

盟国空军首脑采取某些提高空中战役效果的步骤，从1943年11月起，由詹姆斯·杜立特尔指挥的美国十五航空队和英国皇家空军第205航空兵群进驻意大利，大大扩充了盟军航空兵的活动范围，新的远程歼击机，尤其是美国的P-51野马战斗机，能伴随盟国轰炸机打击纳粹德国占领的任何欧洲地方，并大大减少损失，改进的含铝炸药也提高了轰炸的摧毁率。

1943年11月7日，德国宣传部长约瑟夫·戈培尔在日记中写道：“昨天在柏林上空损失了30架歼击机，这样的损失我们不能持久，现在的昼间空袭中美国轰炸机由质量出色的驱逐机护航，我们的歼击机比他们大为逊色。”7个月以前，戈培尔曾这样写道：“德国物理学会主席曾给我一个关于德国和盎格鲁-撒克逊物理学现状对比的备忘录，趋向是令人沮丧的，盎格鲁-撒克逊的物理学远远超过我们，尤其在研究工作方面，其结果，英美在物理学在战争的实际应用方面也是领先的，无论是空中作战还是潜艇作战都可以看得出来。”

1944年1月，卡尔·安德鲁·斯帕茨将军被任命为驻欧战略空军司令，第八航空队归杜立特尔指挥，第十五航空队归内森·特文宁将军指挥。昼夜不停的轰炸开始了，每次轰炸任务持续10—12个小时，包括1000—1200架飞机，1944年2月20—25日这一周尤其重要，在此期间，英美的机群对德国的布伦威斯克、莱比锡、雷根斯堡、戈塔、奥斯堡和斯图加特的飞机制造中心发起了连续突击，轰炸机出动6167架次，投弹19000吨，付出383架飞机被击毁的代价，目标遭受的破坏并非不可恢复，但是德国飞行员和飞机生产遭受的损失却再也无法弥补。

第八和第十五航空队在4月和5月对罗马尼亚进行的普洛耶什蒂大轰炸产生了明显效果，把该油田的汽油生产能力毁掉了75%，柏林空中战役在1944年头三个月继续进行，德国空军遭受P-51野马战斗机的沉重打击，损失非常严重。面对盟军的空中突击，德国军火工业在阿尔贝特·施佩尔领导下表现出适应和生存的奇迹。飞机工厂从1943年的80家增加到1944年的550家，其中一些重要的生产工厂有10米以上的混泥土保护层，但是由于生产厂家被迫分散，使得德国的交通线变得在空袭中十分脆弱，当零件不能运动一起组装时，这些零件就变得毫无用处。

由于盟国的空袭，迫使德国牺牲前线的的力量而从事本土防御，从而耗竭了战争的潜力，由于急需战斗机，而无法生产打击盟军集结地的轰炸机。飞机损失越来越多，飞行员越来越缺，使得德国空军的训练质量急剧下降，与此同时，盟军飞行员的作战效能却不断提高。正想施佩尔所承认的那样，“毫无疑问，要是没有空袭，在1943年就可以抽出数十万人代替放弃了训练和工作去消除破砖烂瓦的士兵。”何况，每次空袭都要造成数百万个工时，并使工人由于缺乏睡眠而工作效率大幅下降。戈培尔经过一个相对平静的夜晚后写道：“真是荒谬绝伦，只不过十架喧闹的轰炸机，足以把1500—1800万人从床上赶进地下室。”

1944年2月——6月

1944年初，盟军首脑面临的是如何使空军在入侵法国（诺曼底登陆战役）时做出更好的贡献，斯帕茨和埃克将军负责对德国的空中作战，他们实际认为入侵是浪费时间，声称单用轰炸就可以使得德国的战争力量瓦解，根据这一想法提出的建议是金兰行动，进行一次有限的入侵，只在大陆保持一个桥头堡，等待摧毁德国战争工业后再向前推进。但是，由于德国军事工业仍然在扩大，加强了那些主张全面入侵人的观点。从1944年2月起，轰炸规模增大。1944年3月25日盟国军事领导人举行会议，决定将部分战略航空兵由轰炸德国转为支援诺曼底登陆，会议给盟国空军的任务时重点轰炸比利时和法国北部的铁路枢纽、桥梁和机场等交通运输系统以及飞机制造厂等航空工业，并对V-1导弹和V-2导弹发射阵地进行突击。西线战略航空队的指挥权暂时从英美参谋长联席会议转交给入侵部队的指挥官德怀特·戴维·艾森豪威尔将军。

为了孤立德军，盟军的战术空军中队袭击塞纳河的桥梁，以防止驻法德军南北运动，与此同时，还突击阿尔贝运河和默兹河上的桥梁，以制造假象，好像将要在塞纳河北登陆。战术空军还要袭击部署在法国海岸的雷达网站。由于袭击目标集中，使用兵力较大，效果较好。至诺曼底登陆前，盟军已掌握战区制空权，并成功地进行空中阻滞，孤立登陆地域的德军。不过还有一些重要部队不得不取消他们的计划，以对付V-2飞弹造成的严重威胁，虽然盟军轰炸机在1944年初用4万吨炸弹猛烈轰炸了法国和荷兰沿岸的88个飞弹基地，但德国继承设计出伪装更好的，更坚固的发射阵地来。到同年6月诺曼底登陆前，夺得了制空权。此后，轰炸规模更大，效果日渐显著。

1944年7月——1945年4月

为早日结束战争，盟军不顾不良的天气，逐渐加强打击，由于法国和比利时的解放，导致德国空军雷达站的后撤，盟军空军的损失越来越少，而空袭的效果越来越大，集中轰炸德国的石油工业、交通运输系统和兵工厂，同时继续轰炸大城市。9个半月内，投弹量超过前几年的总和。对石油工业的轰炸，7月为35次，8月为20次，9月有十几次千机轰炸，每月投弹数万吨。至1945年4月，德国合成石油月产量仅为前一年的5%。德军由于严重缺油，无法采取大规模作战行动。喷气战斗机是德国最后的王牌，但它的跑道很长，很容易被发现和在地面上被摧毁。

随着西欧战局的顺利发展，盟军自1945年1月加强对交通运输线的攻击，并增大空袭城市的规模。1945年初盟国飞机集中攻击德国西部，突击不莱梅到科布伦茨以东一线的目标，当三月中旬英美军队跨国莱茵河时，鲁尔工业区实际上已经和德国其他部分分离。3月11日，1038架重型轰炸机对埃森投下4500吨炸弹，次日，1150架重型轰炸机又对多特蒙德投下5000吨炸弹。由于盟军掌握了战略制空权，轰炸机的损失很小，轰炸效果显著。德国在经济上、军事上均面临崩溃。

1945年4月，柏林战役开始，英、美空军主要用于支援地面军队。1945年4月16日，美国驻欧战略航空兵司令卡尔·安德鲁·斯帕茨宣告对德战略轰炸结束。为了进行这种战役，斯帕茨和他的英国同僚阿瑟·特拉弗斯·哈里斯共指挥2.8万架作战飞机，133.5万人。损失了4万架飞机和9万飞行人员。由于空中战争代价很高，用饱和轰炸摧毁德国人的意志又宣告失败，使得战争结束后马上遭受指责，说整个空中战役是一种错误。然而正是法西斯德国首先对波兰、荷兰和英国进行大规模轰炸，正如杜努伊所说的：“德国的罪行是迫使西方世界处于进退两难的地步，要么拒绝模仿他们的作战方式，坐等灭亡；要么也采取这种方式，以残暴对残暴。” 。1944年7月——1945年4月，盟国空军投弹量超过前几年的总和。

五年中，英美共出动轰炸机144万余架次，战斗机268万余架次，投弹270万吨，其中136万吨投在德国本土。对工业目标投弹量占13.7%，除最后阶段轰炸石油工业效果显著外，其余均无明显效果。对陆上交通线投弹量占32.1%，在战争后期取得明显效果。对工业城市的投弹量占23.7%，其中对德本土61个10万人以上城市投弹50万吨，摧毁360万户民房，占德国住房的20%。

大战中，英、美是最早提倡战略轰炸的国家，主张以此夺取战争胜利。德国投降后，美、英分别组织调查团调查轰炸效果，后经战犯审判记录及德国档案印证，说明战略轰炸并未取得预期效果，在头四年德工业生产逐年增加，最后一年因目标集中，投弹量大，才对德国战争机器起了致命的作用。对德国城市的轰炸虽造成很大破坏，也没有迫使其政府求和。实践证明，战略轰炸只有与地面军队的作战行动相配合，才能收到预期效果。

战略轰炸的效果如何对地面军队的作战影响重大。盟国地面军队之所以能够在诺曼底登陆成功，美英对德国、法国和比利时铁路系统的战略性轰炸是重要因素之一。如果德军能够依靠铁路系统将其装甲部队快速机动到美英登陆地点，那么盟国所采取的隐蔽欺骗措施和突然性的作用就会大大下降，登陆作战的损失就会增大，这势必会严重的影响到陆上作战的进程和结局。战略轰炸与地面军队作战紧密配合，是诺曼底战役胜利的重要因素。战略轰炸不仅在与地面军队联合作战中，能够对地面军队作战产生重大影响，就是空军独立进行的战略轰炸，其效果同样可以影响地面军队的作战。

分别于1944年5月和9月开始的对德国石油工业和铁路运输系统的战略轰炸是由美英战略航空兵独立进行的。虽然这一轰炸的直接目的是摧毁德国的战时经济，但其效果对地面作战也产生了重大影响。1944年12月，在阿登战役中，德国为组织这次战役，装甲部队正常的油料需用量为5个基数；但因油料短缺，只能提供约1.5个基数，这只是正常需要量的30%。由于美英对运输系统的战略轰炸，使德军运输力量极度紧张。仅能提供的1.5个基数的油料也因运输困难，常常不能如数供应到装甲部队手中。由于缺少油料，进攻开始后，几乎一半火炮无法跟进，只能留在进攻开始的阵地上。这样，在进攻巴斯托尼作战中，炮兵火力严重不足；加上油料短缺，严重妨碍了装甲部队的行动，结果始终没能攻下巴斯托尼，致使盟军取得了防御作战的决定性胜利。美英的战略轰炸，使德国在苏德战场作战中也感到油料短缺。1945年2月—3月，德军由于油料短缺，严重地妨碍了其航空兵和装甲部队的作战活动，这加速了苏联红军在西里西亚的胜利。为此，斯大林曾评价说，美英对德国石油工业的轰炸，对加速苏联红军的胜利起了重要作用。

过去很多人，特别是苏联学者认为美英战略轰炸，对德国战时经济影响很小，并以德国飞机产量在战争期间持续上升为例。不错，在战争中，尽管美英对德国的飞机工业进行了大规模轰炸，但由于德国采取了一些措施，对飞机生产没有造成多大的影响。但是由于航空汽油的极度缺乏，从1944年秋季起，德国的歼击机对美英的轰炸机已无法进行普遍的迎击。他们必须按兵不动，积蓄油料，过几天才能再实施一次集中抗击。所以，尽管1944年德国飞机产量上升到4万多架，达到整个战争期间的最高峰，但由于油料极度缺乏，飞机生产的再多也没多大意义了。坦克的情况也是如此。由于美英对德战略轰炸所显示的巨大威力，斯大林曾经多次依据租借法案向美国提出要得到B-29战略轰炸机，但是都被美国人以各种理由回绝了。1945年6月一架轰炸日本的B-29战略轰炸机由于机械故障迫降在苏联远东的海参崴。斯大林如获至宝，下令立即仿制B-29战略轰炸机，于是苏联就有了图-4战略轰炸机。对此图-4轰炸机的总设计师图波列夫在事后不止一次地抱怨说，当时他可以自行设计出和B-29一样甚至更好的战略轰炸机，由于斯大林的命令才不得不对B-29进行仿制。这从一个侧面驳斥了苏联学者“对德国战略轰炸无用论”的说法。