Уже с июня 1944 года вследствие бомбардировок союзной авиацией заводов по производству синтетического горючего люфтваффе больше не могли получать авиабензин в требуемом количестве. Накопленных запасов хватило только до осени. В сентябре 1944 года вместо требуемых 160 тысяч тонн авиабензина люфтваффе получили только 30 тысяч тонн, что исключало возможность ведения каких-либо активных действий. К концу года сухопутные войска Германии также столкнулись с острым дефицитом горючего.
27 мая 1944 года руководство авиапромышленностью, ранее сосредоточенное в руках Мильха, было передано в ведомство Шпеера. 20 июня Мильх лишился и остальных своих постов, кроме должности главного инспектора люфтваффе.
В ночь с 21 на 22 июня 1944 года 200 германских дальних бомбардировщиков из состава 4-го воздушного корпуса провели свою последнюю стратегическую операцию, атаковав аэродром в Полтаве. Туда за несколько часов до этого прибыли 114 «летающих крепостей» 8-й американской армии, которые летали из Италии для бомбардировок Германии, а потом приземлялись на полтавском аэродроме. Это был их второй и последний рейд с использованием советских аэродромов. Благодаря внезапности нападения было уничтожено 43 бомбардировщика и 15 сопровождавших их истребителей «мустанг», а еще 26 бомбардировщиков были повреждены. Погибли также несколько советских самолетов. Были и людские жертвы — один американец и 25 советских граждан, в том числе известный журналист Петр Лидов, первым рассказавший о подвиге Зои Космодемьянской. Сгорело 1200 тонн горючего. На следующий день бомбардировке подверглись аэродромы в Пирятине и Миргороде, где тоже базировались «летающие крепости». На этот раз американцы успели спрятать свои самолеты в ангары, и немцы довольствовались уничтожением топлива и боеприпасов. Однако все это уже никак не могло повлиять на исход воздушной битвы над Германией.
К отражению высадки союзников в Нормандии люфтваффе оказались совершенно не готовы. Весной и летом 1944 года в 3-м воздушном флоте, действовавшем на Западе, насчитывалось всего 50 самолетов-разведчиков, что крайне ограничивало немецкие возможности по определению мест действительной концентрации союзных войск.
Гюнше так описал встречу Гитлера и Геринга в ставке в день высадки союзников в Нормандии:
«Во время разговора с Кейтелем и Йодлем Гитлеру доложили, что приехал Геринг. Он поспешил к нему навстречу. Геринг был уже в вестибюле. Гитлер, с сияющим лицом, схватил обеими руками правую руку Геринга и взволнованно воскликнул: «Вы уже слышали? Сегодня утром англо-американцы все-таки высадились во Франции, и как раз в том месте, где мы и ожидали! Мы их снова выбьем оттуда!»
К ним подошли Кейтель и Йодль. Гитлер выхватил из рук Йодля карту и разложил ее на стоявшем поблизости столике. Гитлер и Геринг нагнулись над картой и принялись искать пункты, где высадились англо-американские войска. Затем все четверо стали совещаться о мероприятиях против десантных войск противника».
Гитлер действительно ожидал высадки союзников в Нормандии и именно там сконцентрировал все свои танковые резервы, в том числе переброшенные с Востока. Однако господство союзников в воздухе не позволило в полной мере использовать немецкие танковые дивизии для контратак. Еще на подходе к линии фронта они понесли большие потери от ударов неприятельской авиации, а потом были разбиты в боях с превосходящими их по численности американскими и британскими танковыми соединениями, поддержанными господствовавшей в воздухе союзной авиацией. В такой обстановке качественное превосходство немецких «тигров» и «пантер» уже не играло большой роли.
Уже после войны, 18 июня 1945 года, Геринг заявил допрашивавшим его советским представителям:
«Первые сомнения относительно удачного исхода войны появились у меня после высадки союзных войск в Нормандии, а когда русские армии прорвали фронт на Висле, а англичане и американцы одновременно начали наступление на Западе, я понял, что дело плохо, и к концу января 1945 года у меня уже не осталось никаких надежд».