В тылу, как и везде, оказалось, что чисто артиллерийской обороны было недостаточно для того, чтобы отражать и уничтожать нападающие самолеты. Поэтому в распоряжение командующего противовоздушной обороной тыла были переданы боевые отряды одноместных истребителей. Уже в 1915 году те из них, которые временно были размещены в тылу, пытались участвовать в противовоздушной обороне, однако их работа, вследствие недостатков воздушной сигнальной службы, успеха не имела.
Лишь когда истребительные отряды были соединены собственными телефонными линиями с сетью воздушной сигнальной службы, дело сдвинулось с мертвой точки. Ведение ими боя требовало особого обучения; получив сигнал, они должны были готовиться к бою против еще невидимого противника, чаще всего летящего эскадрой.
Выявилась необходимость особых мероприятий для организации передачи уже находящимся на боевой высоте эскадрильям дальнейших приказаний, основанных на новых донесениях, а также указания того района, в котором они могут найти противника. Для этой цели были применены оптические сигналы; стрелами и фигурами из щитов истребителям сообщали необходимые сведения и приказания.
Поначалу отдельным истребительным эскадрильям передавали под охрану определенные объекты. Кружить над своим объектом охраны, в то время как соседний район подвергался нападению, не отвечало смелому духу наших летчиков. Они улетали в районы, подвергавшиеся нападению, оголяя собственный район, который вследствие этого оставался беззащитным, причем не было уверенности в том, что в другом месте они смогут принять участие в бою.
Ввиду этого возникла необходимость планомерного управления эскадрильями специально назначенными офицерами-летчиками. Это благодаря улучшению телефонной сети противовоздушной обороны тыла, усилению эскадрилий ведущим самолетом (головным), снабженным приемо-передаточной радиотелеграфной станцией и систематизации подачи визуально-заметных сигналов, стало возможным даже на больших расстояниях.
Для того чтобы с меньшей затратой сил достичь превосходства в воздухе в районе боя, весною 1917 года ввели принципиальное изменение в применении истребительных эскадрилий. Местные охранения по возможности применялись слабые — частично они состояли лишь из полуэскадрилий; некоторые эскадрильи применялись «на подхвате». Обычно при взлете противника они направлялись на путь его следования для того, чтобы совместно с местными охранениями разбить и уничтожить его. Некоторые налеты, например на Людвигсгафен и Карлсруэ во второй половине 1917 года и весною 1918 года окончились для неприятельских эскадрилий катастрофой.
После того как запасный зенитный дивизион был выделен из ведения воздушной охраны тыла и непосредственно подчинен командующему воздушными силами, ему были переданы в распоряжение в качестве подвижного резерва две железнодорожные зенитные батареи.
Если противовоздушная оборона тыла деятельностью истребительных эскадрилий была значительно улучшена днем, то в начале 1917 года она была существенно усилена и ночью массированным применением прожекторов.
С расторопностью и умением, которые достойны быть отмеченными, прислуга прожекторных установок и зенитных батарей согласовала свою деятельность.
Вскоре прислуга прожекторных установок достигла того, что почти при каждом ночном налете ловила неприятельские самолеты своим лучом, ослепляла их пилотов, мешала их атаке, а артиллерии давала возможность вместо заградительного огня применять значительно более действенный прицельный огонь. Таким образом, все чаще удавалось и ночью сбивать самолеты или принуждать их к посадке.
Следствием было уменьшение потерь — людей и имущества — в результате ночных налетов.
Усилившаяся ночная оборона уже в середине 1916 года принудила наших противников испробовать внезапное сбрасывание бомб с небольшой высоты во время бесшумного фланирующего спуска.
Как контрмероприятие были испытаны завесы («фартуки»), которые держались в воздухе с помощью змеев и шаров. Эти испытания привели к тому, что в подвергавшихся особой угрозе районах стали устраивать особые воздушные заграждения, состоявшие из групп небольших привязных шаров. Прикрепленная к привязным шарам проволока должна была задержать неприятельский самолет и вызвать его падение.
Такие воздушные заграждения были устроены в Люксембургско-Лотарингском районе и в Саарской области, а также у Леверкузена; они обеспечивали успешную защиту ночью, особенно против самолетов, летавших на небольшой высоте. Статистика сбрасывания бомб вскоре показала, с каким вниманием неприятель избегал этих заграждений. Систематическая совместная работа с зенитными орудиями привела к тому, что эти заграждения в низких слоях, а заградительный огонь в более высоких, создавали ночью для противника почти непроницаемую зону.