8月15日展開了第一次大規模空戰。德國人把他們所有三個航空隊中的大部分飛機都投了進去，轟炸機出動了801架次，戰鬥機1149架次。從斯堪的納維亞出動的第五航空隊遇到了災難。德國人滿以為東北沿海是無防禦的，因此派出約800架飛機對英國南部海岸進行大規模空襲。而隻派100架轟炸機由34架雙引擎ME110型戰鬥機掩護去襲擊東北沿海，但是這支隊伍在飛近****河畔時，意外地碰上七個中隊的颶風式和噴火式機群，因此受到嚴重打擊。30架德國飛機(大部分是轟炸機)被擊落，而對方則一無損失。這是第五航空隊在不列顛戰役中的末日。它從此一蹶不振，再沒有重新參加這場戰役。
這天，德國人在英國南部比較成功。他們發動了四次大規模的襲擊，有一次幾乎飛到倫敦。他們擊中了克勞伊登的四個飛機工廠，並且炸壞了英國空軍五個戰鬥機機場。德國人總共損失了75架飛機，英國空軍損失了34架。
英國戰鬥機同處於極大優勢的德機作戰，靠的是機智地運用雷達。德國飛機剛從西歐的一些基地起飛，它們的影子便在英國雷達熒光屏上顯示出來，它們的航程被精確地劃出來後，英國戰鬥機司令部完全知道在什麼地點和在什麼時候迎戰最為有利。這是戰爭中的新發明，它使德國人感到迷惑，因為在發展和運用這種電子裝置方麵，德國人遠遠落後於英國人。德國著名戰鬥機駕駛員阿道夫·加蘭後來作證說，“我們意識到皇家空軍戰鬥機中隊一定受地麵某種新裝置的控製，因為我們聽到指揮噴火式和颶風式飛機同德國機隊作戰的命令是非常熟練和準確的“，“這種雷達對戰鬥機的控製使我們感到意外，而且是非常慘痛的意外。“
但是，在8月12日使英國雷達站遭到巨大損失的攻擊並沒有繼續進行下去，8月15日戈林受到第一次挫折後，便完全放棄了這種攻擊。他說：“繼續攻擊雷達站是否還有意義是有疑問的，因為受到攻擊的雷達站迄今為止沒有一個失去作用。“
成功地保衛了英國南部上空的第二個關鍵是扇形站。這是地下神經中心，這個中心根據從雷達、從地麵觀察站和從空中的駕駛員獲得的最新情報，用無線電話指導颶風式和噴火式飛機作戰。正如加蘭指出的那樣，德國人能夠聽到扇形站和天上的駕駛員之間經常進行的無線電談話，並且終於開始認識到這些地麵控製中心的重要性。8月24日，他們便改變戰術，去摧毀這種扇形站。其中七個扇形站設在倫敦四周各機場，它們對於保護英國南部和首都本身是十分重要的。這個戰術的改變，對英國空中防禦的關鍵是一個打擊。