Действия же нового английского руководства резко контрастировали с прежней соглашательской политикой Чемберлена. На призыв Гитлера заключить мир с Британией, озвученный в речи 19 июля 1940 года, английское правительство явно дало понять, что сдаваться не собирается. Фактический отказ Англии от переговоров и энергичная антифашистская позиция Черчилля стали для Гитлера неприятным сюрпризом. Уповая на то, что англичане признают после разгрома Франции «свое безнадежное положение», лидер нацистов не разработал никакого плана борьбы против Англии. Поэтому ему пришлось в срочном порядке изучать вопрос о вторжении в Англию. 16 июля он отдал приказ о подготовке к вторжению на Британские острова. Операция получила кодовое наименование «Морской лев».
Подобная операция свалилась на немецких военных, как снег на голову. К моменту падения Франции немецкая армия не готовилась к вторжению в Англию и не обучалась действиям в морских десантных операциях. В штабе сухопутных войск даже не рассматривали подобную возможность. Поэтому неожиданно возникший в мозгу Гитлера «Морской лев» во многом носил характер импровизации. Подробности и трудности этой операции стали выявляться только в ходе подготовки к ее проведению.
Основная роль в операции отводилась группе армий «А» под командованием фельдмаршала фон Рундштедта. В ее состав входили 16-я и 9-я армии. Войска десанта планировалось погрузить на суда в различных портах между устьями рек Шельда и Сена, а затем высадить на юго-восточном побережье Англии между Фолкстоном и Брайтоном. Ширина высадки по прямой превышала 150 км. Район Дувр — Фолкстон должен был захватить воздушный десант.
В первой волне десанта предполагалось за четыре дня высадить десять дивизий. Им предстояло создать широкий плацдарм. Через неделю после высадки планировалось начать наступление с плацдарма вглубь страны с ближайшей задачей овладеть районами по дуге от устья реки Темза до Портсмута. На следующем этапе намечалось отрезать Лондон с запада. Проведение отвлекающего удара возлагалось на 6-ю армия фельдмаршала Рейхенау. Она перебрасывалась море из Шербура в район Портленд-Билла (залив Лайм). Затем ее части должны были продвигаться на север к устью реки Северн.
Общая численность войск первой волны составляла 250 тыс. человек. В первом эшелоне намечалось высадить 90 тыс. чел., т. е. около трети сил вторжения. Для переброски войск первой волны к пунктам высадки требовалось 155 транспортов общим водоизмещением 700 тыс. т и свыше 3 тыс. мелких судов: 1722 парома, 471 буксир и 1161 моторный катер. К 4 сентября это количество было перекрыто. В распоряжении немцев имелось 168 судов, 1910 паромов, 419 буксиров, 1600 катеров.
Во второй волне десанта планировалось высадить мобильные силы в составе шести танковых и трех моторизованных дивизий, сведенных в три корпуса. Затем должны были последовать третья волна в составе девяти пехотных дивизий и четвертая — в составе восьми пехотных дивизий. Эти масштабные приготовления начались в конце июля. Завершить их планировалось не раньше середины сентября. «Я лично убежден, — писал уже после войны генерал Ф. Гальдер, — что при правильном использовании сил мы прочно закрепились бы на острове, несмотря на превосходство Англии на море».
Командование сухопутных сил верило в то, что их войска одержат верх над англичанами. Однако оно серьезно сомневалось в способности военно-морского флота и авиации успешно прикрыть переброску сухопутных войск. Еще большие сомнения испытывало руководство немецких ВМС, которое опасалось энергичного противодействия английского флота. И те и другие настаивали на необходимости предварительного завоевания господства в воздухе как непременном условии достижения успеха высадки на островах.
Выполнение этой задачи было возложено на руководство германских ВВС во главе с Германом Герингом. В отличие от пехотинцев и моряков он не испытывал сомнений в успехе своих подопечных. Им предстояло одержать победу в битве в воздухе, которая стала первой и решающей стадией схватки за Англию.
Немецкое авиационное наступление осуществлялось силами 2-го и 3-го воздушных флотов под командованием фельдмаршалов Кессельринга и Шперля. 2-й флот базировался на северо-востоке Франции и в Нидерландах. 3-й — на севере и северо-западе Франции. К началу авиационного наступления 10 августа они насчитывай 1191 бомбардировщик и 929 истребителей.
Кроме того, базировавшийся в Норвегии и Дании 5-й воздушный флот под командованием генерала Штумпфа имел в своем составе 123 бомбардировщика. Однако этот флот принимал участие в боях всего один день — 15 августа. От его услуг пришлось отказаться из-за больших потерь. И все же своим существованием он вынудил англичан держать часть сил истребительного авиационного командования на северо-востоке страны. В конце августа из состава этого флота было выделено около 100 бомбардировщиков, чтобы возместить потери 2-го и 3-го воздушных флотов.