В общей сложности в ходе блицкрига на Западе (с 10 мая по 1 июля 1940 г.) безвозвратные потери Люфтваффе составили 257 Bf 109, еще 150 одномоторных истребителей пришлось отправить в ремонт. Но передышки не последовало – практически сразу же Люфтваффе включились в сражения с Королевскими ВВС над Ла-Маншем и Англией – знаменитую «битву за Британию». По состоянию на 29 июня «ягдваффе» насчитывала 1107 Bf 109 (856 исправных), а в начале следующего месяца ее соединения прошли серьезную реорганизацию и были приведены к единому стандарту: теперь истребительная авиация была сведена в девять эскадр (JG 2, 3, 26, 27, 51, 52, 53, 54 и 77-я), каждая из которых имела три группы и штабной отряд. Некоторые соединения (например, эскадра JG 53) были отведены на отдых, оставшиеся же поначалу патрулировали западное побережье Франции и воздушное пространство над Ла-Маншем. Инструкторская группа l(J)/LG 2 первой приступила к полетам на «свободную охоту» над самой Англией. Июльские бои принесли «ягдваффе» целый ряд новых побед – одна только эскадра JG 51 записала на свой счет 99 сбитых самолетов противника. Но и собственные потери в схватках со «Спитфайрами» были довольно ощутимыми. К тому же британская авиационная промышленность, работавшая с предельным напряжением сил, с лихвой перекрывала потери, германская же функционировала фактически в режиме мирного времени: в июле 1940 г. было выпущено 496 «Харрикейнов» и «Спитфайров», a Bf 109 – лишь 182, в августе – соответственно 549 и 160.

Особенно горячо в небе над Англией стало в августе. С 13 августа Люфтваффе начали операцию «Адпертаг» – массированные удары по британским аэродромам с целью разгромить авиацию противника. Обе стороны действовали с предельным напряжением сил, причем потери «ягдваффе» постоянно росли: 15 августа над Англией было сбито 5 Bf 109,16-го – 12,18 августа из вылетов не вернулись уже 15 «сто девятых». Более того, истребители во многих случаях не смогли обеспечить надежное прикрытие бомбардировщиков. Bf 109 элементарно не хватало дальности – самолет с полной заправкой едва мог достичь Лондона, а подвесные топливные баки внедрялись крайне медленно. Как известно, «Адлертаг» цели не достиг – Истребительное командование Королевских ВВС сохранило свою боеспособность. В дальнейшем роль одномоторных истребителей в боях над Англией постоянно возрастала – предназначенные на роль дальних истребителей сопровождения двухмоторные Bf 110 сами оказались неспособными действовать без прикрытия Bf 109.

Одной из главных форм боевых действий в ходе «битвы за Англию» стали групповые схватки между истребителями, разворачивавшиеся в диапазоне высот от 3000 до 9000 м. Они отличались большой продолжительностью и упорством. Британские истребители сражались над своей территорией, их аэродромы находились гораздо ближе к району боев – следовательно, у пилотов «Харрикейнов» и «Спитфайров» оставалось больше времени для патрулирования в воздухе и ведения боя. К тому же британцы не были скованы сопровождением своих бомбардировщиков и имели поддержку с земли благодаря наличию хорошо организованной сети связи и управления и многочисленных радиолокационных станций. «Ягдваффе» пыталась противопоставить этому лучше отработанное управление в воздухе, умение концентрировать силы на решающих направлениях, хорошую подготовку и большой боевой опыт как командного, так и рядового состава. Среди командиров групп и эскадр была проведена ротация – на эти должности выдвинули молодых лидеров истребительной авиации, добившихся значительных успехов в воздушных боях. Но, несмотря на предпринимаемые усилия, Германия первой не выдержала напряжения. С середины июля до конца октября 1940 г. потери в «битве за Англию» составили 610 Bf 109 и 235 Bf 110, а британцы лишились 631 «Харрикейна», 403 «Спитфайров» и 138 истребителей других типов. Если учитывать только схватки между одномоторными истребителями, то за каждые три сбитых британских самолета Люфтваффе платили двумя Bf 109. Но поскольку бои велись над Англией, то гибель «мессершмитта» означала и потерю летчика, в то время как многие из сбитых британских пилотов вскоре возвращались в строй. В сентябре из строя «ягдваффе» выбыло 23% летчиков, а во время блицкрига на Западе уровень ежемесячных потерь не превышал 6-8%. Еще более ощутимыми были потери в технике. Все это вынудило германское руководство отказаться от намерения «поставить Англию на колени» путем авиаударов.

Вторая мировая война поменяла свой характер – из «молниеносной» она перешла в затяжную. К тому же Германии пришлось вести бои сразу на нескольких театрах военных действий, что существенно ограничивало возможность маневра силами и концентрации соединений Люфтваффе. В то время как значительные силы авиации продолжали действовать над Англией и Ла-Маншем (хотя и не с таким размахом, как в предыдущие месяцы), с января 1941 г. германская авиация появляется над Средиземным морем и Балканами. В феврале Bf 109 дебютируют над Мальтой, а с 6 апреля действуют над Грецией и Югославией. Здесь немецким «сто девятым» довелось столкнуться в бою с однотипными самолетами – югославские ВВС получили из Германии порядка 70 таких машин. Но ни ВВС Югославии, ни греческая авиация, усиленная несколькими британскими эскадрильями, не смогли оказать достойного сопротивления Люфтваффе. Сосредоточив в Восточном Средиземноморье 8-й авиакорпус, в состав которого, помимо других частей, входили три группы Bf 109Е (II, III/JG 77 и l(J)/LG 2 – в общей сложности около 120 самолетов), германское командование успешно осуществило операцию «Меркурий», целью которой был захват Крита. «Мессершмитты» успешно действовали не только как чистые истребители, но и в качестве истребителей-бомбардировщиков, нанося удары по британским кораблям. С середины апреля 1941 г. в Ливии воевала группа J/JG 27, вооруженная приспособленными для действий в Северной Африке путем установки противопыльных фильтров самолетами Bf 109E-4/trop и Bf 109E-7/trop.

Основную тяжесть боев в 1940-м и первой половине 1941 г. вынесли самолеты Bf 109Е. Но в конце 1940 г. начались поставки нового варианта Bf 109F, при создании которого основное внимание обратили на совершенствование аэродинамики. Существенной доработке подвергся капот двигателя, утративший свою угловатость, хвостовое колесо стало полуубираемым, стабилизатор из подкосного сделали свободнонесущим. Крыло сохранило свой профиль, но была существенно переработана его механизация. Как обычно, выпуск новой модификации начался с предсерийной партии Bf 109F-0. Эти машины получили двигатель DB 601N, мотор-пушку MGFF/M и пару синхронных пулеметов MG 17. В сравнительных испытаниях с оборудованным таким же двигателем самолетом Bf 109E-4/N новый истребитель показал себя превосходно – время полного виража сократилось с 25 до 18 секунд, начальная скороподъемность возросла с 17,4 до 19 м/с.

Дальше пошли в серию следующие модификации. Машины Bf 109F-1 незначительно отличались от предсерийных. С августа 1940 г. по февраль 1941 г. построили 208 таких самолетов. А вот на Bf 109F-2 в развале цилиндров двигателя установили новый 15-мм пулемет MG 151 (боекомплект – 200 патронов), отличавшийся высокой скорострельностью. Эта модификация строилась массово: в октябре 1940 г. – августе 1941 г. выпустили 1380 Bf 109F-2. Но двигатель DB 601N для «Фридриха» (так именовались в войсках самолеты Bf 109F) считался временным. В окончательной конфигурации самолет должен был получить мотор DB 601Е, отличавшийся повышенной мощностью (1350 л.с.) и, что было не менее важно, работавший не на 100-октановом, а на гораздо менее дефицитном – 87-октановом бензине. Первоначально с таким двигателем собрали полтора десятка Bf 109F-3, соответствовавших по вооружению модификации Bf 109F-1. А с мая 1941 г. начались поставки Bf 109F-4, вооруженных 20-мм мотор-пушкой MG 151/20 (боекомплект 200 снарядов). В течение года был изготовлен 1841 такой истребитель, включая 240 машин Bf 109F-4/R1 с дополнительной парой пушек MG 151/20 в подкрыльевых гондолах, 576 «африканских» Bf 109F-4/trop и некоторое количество высотных Bf 109F-4/Z с системой форсирования двигателя GM 1. В небольшом количестве строились разведывательные модификации Bf 109F-5 и Bf 109F-6.