白昼进攻失败后，戈林只得改变战略，开始夜袭伦敦和其他工业城市，打击英国工业生产和抵抗意志，空战进入第三阶段。
9月7日傍晚，1273架德国飞机飞到泰晤士河上空，向伦敦的兵工厂、发电厂、煤气厂及仓库和码头投下了成千吨高爆炸弹。以后两个月，伦敦平均夜夜都有250架德国轰炸机前来光顾，制造恐怖和死亡。该城每天都因轰炸死伤成千人，其他一些工业城市也相继遭到毁灭性空袭。飞机生产重地考文垂被炸成废墟，以至戈林发明了一个吓人的名词：“考文垂化”。
伦敦人民不惧淫威，越战越强，不断改进防御体系。德机一飞临海峡上空，雷达即引导英国战斗机出击，筑起空中防线，侥幸冲过防线的德机，在气球网中随时会遇到几百门高射炮的惩罚。9月16日，德国又在伦敦上空损失了185架飞机，精疲力尽的德国空军，只得在9月16日以后停止大规模空袭，而“海狮”计划也被无限期推迟。
