1940年5月10日，德军闪击荷兰、比利时、卢森堡和法国。次日，以丘吉尔为首的英国战时内阁决定，英国空军轰炸机部队对德国实施战略轰炸。然而此时，英国空军大部分轰炸机部队都被牵制在西欧战场，支援地面部队作战，战时内阁在是否立即对德实施空中进攻尚犹豫不决。5月15日，局势恶化，英国战时内阁决定，英军轰炸机部队突击德国莱茵河以东地区。当天夜间，英军轰炸机部队出动99架轰炸机轰炸了德国鲁尔地区的合成石油工厂和铁路枢纽，拉开了对德国战略轰炸的帷幕，盟军对德国的战略轰炸作战正式开始。
1942年5月30日，英国皇家空军对科隆进行空袭，全城约85%的建筑被摧毁。对德战略轰炸开始后，英军对轰炸目标没有形成统一而明确的认识。
1939年1月，英军曾制定了13个以德国为作战对象的空中作战计划。英国空军在战争准备过程中，把突击德国经济目标的计划列为作战重点。欧战爆发后，英国空军的作战计划只剩下两个——打击德国交通运输系统的WA4C和打击德国石油工业系统的WA6.1940年5月，英国空军参谋部给轰炸航空兵的命令中指出，轰炸石油系统的目标是击败德国的重要方法。如果在空中突击行动中能将德国的石油储备削减30～50万吨的话，那么到1940年8月，战场形势就可能发生根本性的转变。因此，在对德国战略轰炸作战开始后，英军轰炸机部队拟通过对德国的石油生产目标实施夜间精确轰炸，达到既定的战略目的。英国空军参谋部确定了17个德国石油工业目标，并把其中的9个作为重点突击目标。这9个重要的石油工业城市生产的石油，占当时德国石油产品产量的83%以上。
英军对德国战略轰炸作战计划，是建立在英国空军拥有对德空中优势的基础之上的。但是，英军轰炸机在遂行战略轰炸中，因德军战斗机的有效截击和地面防空火力的顽强抗击而不断遭受损失，英军不断调整对德国的战略轰炸作战方针，改变作战计划。1940年5月，英军对德战略轰炸全面展开后，为减少轰炸机的损失，轰炸作战由昼间轰炸转入夜间轰炸。
在对德国的经济目标进行夜间精确轰炸时，由于当时机载领航设备较为简陋，对点状目标的突击主要靠目视搜索，光学瞄准轰炸，加上夜间能见度低，很难找到预定突击目标，即使找到突击目标，依靠目视光学瞄准系统攻击命中率也非常低。1940年6月，英国空军参谋部指示轰炸机部队，如果无法准确发现德国石油工厂，就突击德国其他的军事工业目标，特别是对突击飞机航程以内的德国飞机工厂集中的地区进行突击，即重点轰炸汉堡、不莱梅、鲁尔和法兰克福等地区。英军规定，德国的石油工厂是首选目标，飞机工厂和铁路枢纽是备份目标。如果两者都找不到，那么可以突击任何发光的目标或可以识别的目标。1940年底，英军轰炸机对德国的两个工厂分别进行夜间精确轰炸，分别出动轰炸机162架、134架次，投弹262吨，其中高爆炸弹103吨。英军轰炸机部队的照像侦察部队空中照像结果表明，这两个工厂均未遭到严重破坏，工厂的生产影响不大。
在实战中，英军轰炸机部队频繁地轰炸了德国或德占区的铁路枢纽。一段时间里，英军将铁路枢纽作为夜间轰炸的主要突击目标，以期通过破坏德国的交通命脉干扰和破坏德国战时经济的正常秩序。但是，经过一段时间的轰炸作战，效果并不明显。
德国对英实施大规模空袭后，英军对德战略轰炸作战方针由重点打击德国的经济目标，转变为重点打击飞机工业，削弱德国空军的作战能力，从而夺取空中优势。1940年6月20日，英国空军参谋部针对德国对英国本土大规模入侵的威胁，明确指示轰炸航空兵的“主要攻势应集中于特定目标”。根据这一指示，英军轰炸机部队转而突击了德国西部的铝厂、飞机组装厂、飞机储存地。为阻止德军对英国实施登陆作战，1940年7月，英军轰炸机部队受命突击了德国的基尔、汉堡、不莱梅以及荷兰的鹿特丹等德国重要的造船厂和海军基地。
实战结果表明，英军轰炸机的瞄准误差为1000码，即使在夜间能见度好的情况下，瞄准误差最小也在600码以上。根据计算，如果瞄准误差为300码，命中率为30.8%，如果瞄准误差为600码，命中率为13.6%，如果瞄准误差为1000码，则命中率只有5.96%。在这种瞄准误差的情况下，以当时英军的轰炸机数量，要想通过精确轰炸达到预定作战目的是不可能的。因为根据目标计算，英军一线轰炸机兵力必须保持在4000架左右，才能达到预定目标，而当时英军轰炸航空兵一线兵力只有500架左右。因此，从1940年12月起，英军轰炸机部队的作战行动逐步由夜间精确轰炸转变为夜间面积轰炸，轰炸方法的转变最终又引起轰炸目标的改变。
1941年5月19日，已经卸任的英国空军参谋长特伦查德致函丘吉尔首相，坚决主张对德国城市实施面积轰炸，瓦解其抵抗意志。他在信中指出：战争经验表明，德国非常担心对手对其城市进行士气轰炸，因此英国空军就应该对德国的城市进行反复的轰炸。如果英国空军对海上的舰船进行突击的话，99%的炸弹都会投在水中；如果对敌占区的目标进行轰炸，99%的炸弹会炸死昔日共同战斗的盟友；如果轰炸德国的城市，那么99%的炸弹会对瓦解德国的士气做出直接的贡献。尽管特伦查德早在30年代初期就已离开英国空军参谋长的职位，但他一直同英国空军保持着密切联系，对英国空军作战方针的决策依然能产生重要的影响。特伦查德的建议加速了英国空军对德国战略轰炸作战方针的转变。
1942年3～6月，英军轰炸机部队对德国鲁尔区的埃森、科隆、杜伊斯堡和杜塞尔多夫等城市进行了夜间轰炸。为了扩大对德国城市的破坏程度，在尽可能短的时间内最大限度地瓦解德国民心士气，英军轰炸航空兵司令哈里斯认为，集中兵力进行一次大规模、高强度突击比分散突击效果要好。1942年5月18日，哈里斯向空军参谋长波特尔明确提出，在一次夜间行动中出动千架轰炸机对一个德国城市进行集中轰炸的设想。这一大胆的设想立即得到英国首相丘吉尔的支持与批准。波特尔授权哈里斯尽早做出计划与安排。
哈里斯等人经过多次商量，最后把攻击目标定在了德国鲁尔工业区内重要的工业城市科隆。
1942年5月30日夜间，在哈里斯的直接指挥下，英国空军出动1046架轰炸机，其中4发重轰炸机292架，双发轰炸机754架。当这些飞机在英国起飞时，天气并不理想，但当进入欧洲大陆后天气逐渐好转，科隆上空只有少量薄云，能见度很好，对英军夜间作战来说非常理想。
这千余架轰炸机顺利地找到目标并投下了燃烧弹，使科隆市区燃起大火。后续梯队在很远的地方就看到了大火，它们径直向目标扑来。德军高炮很快就对来袭的英军轰炸机开始射击，密集炮火平均每7～8分钟击落1架英军轰炸机，1分多钟击伤l架。英军轰炸机在90分钟内，共投弹1455吨，其中高爆炸弹540吨，燃烧弹915吨。最后撤出目标上空的英军机组人员，在返航150英里后仍能看到科隆大火。科隆市内有2.4平方公里的市区遭到破坏，市中心一半以上街区被完全摧毁，英军这次轰炸造成科隆市486人死亡、5000余人受伤，14万余人无家可归，并使科隆市与其它城市中断联络达9天之久。在这次行动中，英军轰炸机部队被击落4发重轰炸机6架、双发轰炸机34架，另被击伤116架。
6月1日夜间，英军轰炸航空兵的956架轰炸机组成突击编队，再次实施“千机轰炸”，轰炸了德国鲁尔区的另一个重要工业城市——埃森。在这以后，哈里斯又成功地对德国北部的重要港口城市不莱梅实行了第三次“千机轰炸”。
但是后来两次的“千机轰炸”并没有持续多长时间，最大的原因在于兵力有限。1942年，每月可用的轰炸机还不足500架，其中重型轰炸机更少。另外，英国轰炸机采用光学瞄准器目视瞄准，夜间作战时必须借助月光。再加上德国采取了严密的防空措施，轰炸机部队的作战效果受到严重影响，所以未能达到阻止德国经济向战时经济转变和瓦解德国民心士气、摧毁其抵抗意志的目的。