Поскольку скорость не играла для ночных штурмовиков большой роли, была существенно усилена броневая защита самолетов. Дно кабины было усилено 10-миллиметровыми бронеплитами, чтобы защитить экипаж от обстрела с земли. Борта также защитили до уровня колен.
Основными целями для ночных штурмовиков были скопления вражеских войск, позиции артиллерии, боевая техника и коммуникации противника. Как правило, помимо основной цели пилоты получали альтернативную, на которую могли сбросить бомбы, если атака основной была по каким-либо причинам неосуществима. Функционировала достаточно хорошо отлаженная связь с собственными подразделениями на переднем крае. Кроме того, пилоты должны были выучить во всех подробностях конфигурацию линии фронта на участке, чтобы не нанести удар по своим войскам. "Штуки" летали на высоте от 300 до 1000 метров со скоростью от 250 до 270 километров в час. Естественно, налеты выполнялись поодиночке. Широко использовались осветительные бомбы. При полной луне и небольшой облачности полеты отменялись — зенитки противника тоже не дремали.
Ночные штурмовые группы использовались на всех фронтах. 2-я группа, в первой половине 1944 года использовавшаяся на Востоке, была в сентябре переброшена во Францию. Большинство пилотов этой группы были опытными летчиками, которые раньше летали на "Штуках" днем. Дело в том, что с 1944 года, когда началось сокращение бомбардировочной авиации, многих пилотов начали переучивать на истребителей. С одной стороны, это было проще, чем готовить молодого пилота с нуля. С другой — навыки, полученные за несколько лет управления ударным самолетом, в данном случае скорее мешали. И советские, и немецкие мемуары, посвященные последнему году войны, пестрят упоминаниями о недавно прошедших такую переподготовку летчиках, которые становились легкой добычей краснозвездных истребителей, поскольку не могли правильно вести воздушный бой. Те, кто был совершенно лишен всяких способностей к полетам на истребителях, переводились в ночные штурмовые группы еще на этапе переподготовки.
В составе 2-й группы осенью 1944 года было около 40 боеготовых самолетов. Этим она выгодно отличалась от многих других подобных соединений. Широко известна история о том, как в Италии командир одной из ночных штурмовых групп, получив от наземных войск заявку на подавление позиций противника, направил в ответ пропитанный горьким сарказмом вопрос: "Считаете ли вы, что для этого необходимо участие обоих самолетов, имеющихся в составе соединения, или достаточно будет одного?" Однако такая ситуация была скорее итогом износа материальной части, чем потерь. Из-за небольших высот и низких скоростей "Штук" ночные истребители союзников испытывали большие проблемы с их перехватом, потери от огня зенитной артиллерии также оказались сравнительно небольшими. Уничтожение истребителями "Москито" в ночь на 2 октября сразу трех Ju-87 в районе Нимвегена являлось скорее исключением, нежели правилом.
Вскоре после 2-й группы на Западный фронт была переброшена и 1-я ночная штурмовая группа. В составе обоих соединений насчитывалось к концу осени около 70 пикировщиков. Каждый самолет выполнял по два вылета за ночь. По некоторым данным, долгие осенние ночи позволяли опытным пилотам выполнять до пяти вылетов. В конце октября "Штуки" совершали массированные налеты в районе Эндховена, сбрасывая осколочные бомбы на позиции вражеской пехоты. Самым большим успехом стало уничтожение городского моста в Нимвегене и шлюзов в северной части Голландии — это позволило задержать наступающие британские подразделения.
"Штуки" самым активным образом поддерживали с воздуха немецкое наступление в Арденнах. В начале 1945 года на Западном фронте осталось около 40 Ju-87, многие из которых были уже предельно изношены. К началу мартовского наступления союзников удалось стянуть около 100 пикировщиков, однако в их действия властно вмешивалось еще одно обстоятельство — острый дефицит горючего. В итоге, к примеру, из 50 штурмовиков, которые должны были атаковать позиции противника в ночь с 23 на 24 марта в районе Оппенгейма, в воздух смогла подняться только половина.
9-я ночная штурмовая группа действовала в Италии. Первые "Штуки" были переданы в ее состав весной 1944 года из 151-й штурмовой эскадры, базировавшейся на Балканах. В ночь на 3 апреля они совершили первый боевой вылет против союзного плацдарма в Анцио. Всего на 1 января 1945 года в составе ночных штурмовых групп действовало около 250 самолетов Ju-87D.