由于意大利的海军力量较为薄弱，遂行登陆作战能力差，所以墨索里尼不敢奢望彻底占领马耳他，只希望以空中力量对岛上英国的空海军进行猛烈的空袭，以降低英军的利用价值，削弱其对该地海域空域的控制能力，为意军在北非的地面攻势创造条件。1940年6月11日，也就是在意大利对英宣战的第二天，意大利空军从西西里基地出动数十架轰炸机，以突然的行动对马耳他展开了第一轮空袭。
意大利的独立空军组建于1923年3月，比皇家空军晚了整整5年。装备的主要飞机是SM79型、AM81型、菲亚特B20型轰炸机，以及CR32型、G50型战斗机。由于在镇压利比亚暴乱、入侵埃塞俄比亚和1936年爆发的西班牙内战中，这些飞机都取得了令意大利人满意的战绩，误认为它们性能卓越，足以在任何世界性冲突中立于不败之地，故而一直被延用至今。殊不知，从整体作战性能看，这些飞机与德、英、美等空军强国的战机相比，明显地处于劣势。
英军在马耳他的空军基地主要有3个，即哈尔法尔、卢卡和塔卡利机场，海军基地主要是瓦莱塔港。但驻扎在该岛的皇家空军只是一支力量薄弱的航空部队，仅有18架飞机，其中“海上斗士”式12架、“旗鱼”式鱼雷轰炸机5架和侦察机1架，仅有高炮50门，其中40毫米“博福斯”高炮40门，舰载高炮10门。
当意军由30架轰炸机组成的机群向马耳他涌来时，英国皇家空军12架“海上斗士”全部起飞，在空中会合后排列成“品”字形编队，向意机来袭方向直扑。10分钟后，与意大利空军在马耳他北侧上空展开了一场厮杀。
意大利这次空袭属试探性行动，他们意在摸一摸驻马耳他岛的英国空军实力，如果有隙可乘，捞一把便走，所以意军飞行员并无必胜的斗志，飞机的载弹量也较少。当英军12架战斗机气势汹汹地前来拦截时，意空军只进行了简单的试探性突破后，便无心恋战，胡乱地扔下炸弹，匆匆返航。
6月22日，意军30架SM79型轰炸机在8架G50战斗机的护航下，又向马耳他上空飞来，在马耳他以北约50公里处的上空与英军“海上斗士”遭遇。激战中，意军曾一度凭着数量上的优势，逼近了马耳他防线，但在英军地面高炮的稠密火网下，不能前进一步，皇家空军也乘机重组队形，对意军形成了空地夹击之势。意军无奈地实施左右回旋，在损失1架SM79型轰炸机的情况下，沿来路而去。
不难看出，如果意大利出动优势空中兵力，以排山倒海之势汹涌而来，那么任凭少得可怜的英军飞机再怎么骁勇，性能再怎么优越，也只能成为意军的囊中之物，马耳他也只能成为一片毫无价值的废墟。可叹的是，一向缺乏韧性的意大利人，在付出了小小的代价后，便消失在马耳他的上空。也许他们改变了初衷，认为不必在骁勇的英国皇家空军面前拼死一搏，而应保存实力在地面攻势行动中助上一臂之力，直接用于支援陆军的战斗。因为在二战爆发前的几次战役中，已经充分证明他们这样的协同作战是非常有效的。
意军两次不痛不痒的空袭行动，倒使英军进一步看清了马耳他的重要作用，他们一边在嘲笑意大利人愚蠢的同时，一边抓紧调整部署，补充实力，以应付日渐危急的地中海局势。
8月2日，第一批12架“飓风”式战斗机搭裁“百眼巨人”号航空母舰抵达马耳他，组建了皇家空军第261战斗机中队。11月，16架“布雷汉姆”式轰炸机又飞抵马耳他，组建了第148轰炸机中队。至此，驻马耳他岛的英国皇家空军实力已增强了三四倍，他们决心转守为攻，牢牢地掐住意大利的交通线，配合地面的反击行动。
11月11日，英国21架“旗鱼”式鱼雷轰炸机纷纷从“光辉”号航空母舰上起飞，潜入意大利南部的重要军港塔兰托上空，出其不意地一举击沉了3艘战列舰及其他小型船只，给意大利人回击了一记重拳。
12月，驻北非的英国皇家陆军对意军发起了规模庞大的反击战役。意大利军队在强大的攻势面前，连连败退，先后失掉了西迪巴拉尼、布克两个重镇，在巴迪亚据守待援。
希特勒对意大利军队在北非的表现很是不满，为挽救初露端倪的败势，于12月下旬将德军第10航空部队的100架飞机调往西西里岛，接管了对马耳他的空袭行动。
1941年1月10日，就在英军攻占了巴迪亚之际，德军发动了第一次马耳他战役。出动梅－111型和Ju-87型轰炸机共60架，对从直布罗陀海峡驶来的一支英军运输船队进行了攻击。虽然英军充分利用护航舰艇中的防空火力进行了抗击，但却无法力挽狂澜，英军运输船只纷纷被毁，人员死伤惨重。
德军这次空袭出乎英军的意料，待驻马耳他的皇家空军飞赴战场时，德军飞机已扬长而去，只见一具一具的残骸在海面上飘浮着，只有几艘幸存的船只正在解救部分落水的人群。英国人具有善于从失败中吸取教训的良好素质，作战对象的转换，使驻马耳他英国皇家空军不得不冷静地面对德军“空中闪击”的战法，加强了雷达监视的力度，实行全时制戒备，确保一有空情，在10分钟内即可升空完毕。
1月16日，德军70架由Ju-87型、Ju-88型飞机组成的轰炸机群，直扑马耳他。英国皇家空军24架战斗机悉数起飞，在马耳他北侧上空与德机展开了一场激战。“飓风”式战斗机充分发挥机动和火力的优势，反复进行拉升和俯冲，位于机腹的8管机枪雨点般射向德军飞机。
Ju-88型飞机是德国最新研制的一种高速轰炸机，其续航能力强、飞行速度快，是同类轰炸机中的佼佼者，但在灵巧的战斗机面前略显笨拙。而单发双座的Ju-87型俯冲轰炸机，由于其速度慢，缺乏后方防御火力，所以只适合用于对地面陆军的攻击，而在空中格斗时，一旦Ju-87离队俯冲，特别是由俯冲改为平拉时，足足有几秒钟“定格”在空中不动，这样就给对手一个群起而攻之的好机会。
英军正是看准了Ju-87飞机的弱点，遂指挥“飓风”式战斗机攻击德军Ju-88式飞机，而让性能相对较弱的“海上斗士”战机迎战Ju-87飞机，抓住其“定格”的有利时机频频开火。一时间，马耳他上空陷入了一种你追我赶的混战状态，不时地有一两架飞机拖着一股浓浓的烟尘，坠入大海。激战约15分钟后，英国皇家空军共击落德机19架，而自己仅损失3架“海上斗士”飞机和1架“飓风”式战机。德军见势不妙，仓皇回逃。
至5月底，德军凭着飞机数量上的优势，先后对马耳他进行了58次狂轰滥炸，给驻马耳他英国皇家空军基地造成了严重损失。因此，一直处于空中守势的英国空军决定撤换第148轰炸机中队，取而代之的是由“皇家方舟”航母运来的24架“飓风”式战斗机，以增强空中格斗的能力。
可就在驻马耳他英国空军厉兵秣马，誓死再战之时，德军在不列颠空战中惨遭失败，无奈地中止了蓄谋已久的“海狮计划”，掉转枪口向苏联发起了东线攻势。德国空军第10航空部队也无心在此扩大战果，遂撇下意大利空军，陆陆续续地从西西里岛撤走。德军空中攻势骤减，使得英国皇家空军获得了喘息的机会。
不列颠战役的胜利，激起了英军的无限斗志。为配合陆军实施“十字军”战役，皇家空军在马耳他集结了10个中队，以绝对的空中优势，频频出击德意军队的海上补给船队。孤立无援的意大利空军面对皇家空军的顽强攻势，在作出一番徒劳无益的拼杀后，把马耳他地域的制空权拱手让给了英军。
据统计，德意军队向北非陆战场输送物资的损失率，8月份为9％，9月份增至37％，11月份则高达63％。而此时，在茫茫的北非沙漠里大战正酣，作战双方的武器装备和物资损耗严重。在这场大规模的拉锯战中，可以说，谁拥有源源不断的战争补给，谁就可能获得这场决战的胜利。德意军队的补给船只频频被毁，无疑是给本就处于劣势的“非洲军团”雪上加霜。虽然“沙漠之狐”隆美尔率部奋力攻击，但苦于“巧妇难为无米之炊”，被英军困于埃及，处于濒临覆灭的境地。
尽管此时苏德战场已如火如荼地展开了，但面对北非战局的失利，在德国海军元帅雷德尔的呼吁下，希特勒考虑再三，还是把凯塞林元帅从苏德战场调回西西里，让其出任意大利和地中海战区西南集团军总司令，并把第2航空队也从苏德战场调来加强地中海地区的空中力量。因此，西西里岛的各个机场先后进驻了5个轰炸机大队，装备了Ju-88A4型轰炸机，此外还有梅－110战斗机、Ju-87型俯冲轰炸机和Ju-88型飞机各一个大队。为轰炸机护航的是号称已击落敌机上千架的德国空军第53“黑桃A”战斗联队，该联队拥有梅－109F战斗机100架。至此，德军集结在西西里岛的飞机总数为352架，但真正能升空作战的飞机只有229架。
1941年11月28日，凯塞林元帅亲自下令轰炸马耳他，实施第二次马耳他战役。这次空袭，凯塞林一改常态，只用3至5架Ju-88型轰炸机和护航战斗机组成小型编队，企图采取持续轰炸战术，不给英军以喘息之机，慢慢置英国皇家空军于死地。可是对英军来说，这种战法是求之不得的，他们可以集中全岛的防空力量来对付小股入侵之敌，保持良好的防御弹性。
28日上午，阴雨绵绵，德国空军小型编队冒着蒙蒙细雨向马耳他飞来。可是当飞机一接近马耳他上空，立即招来了地面成百上千发高炮炮弹和高射机枪子弹的射击，他们只能靠紧急转弯来规避炮弹。激战10分钟后，德军1架梅－110飞机由于其体积较大，未能躲过一发来袭的炮弹，被炸得七零八落以后，向地面坠去。
从此以后，德军每天都出动小型编队对马耳他进行袭扰，最多时一天出动8次，主要轰炸目标是马耳他的机场和港口。而驻岛英军有时仅以地面防空火力进行反击，有时出动几架战斗机升空迎战，大部分战斗机只躲在有良好隐蔽条件的洞库里，以避免无谓的损失。倒是德军飞机每每遭到英军的打击，损失的飞机与日俱增。
然而，随着时间的推移，驻马耳他空军不再沉湎于这种小小的胜利，反而暗恨凯塞林的阴险毒辣。因为英国皇家空军虽然较好地保存了实力，但在德国空军强大的实力面前，不敢贸然进行攻势行动，出击德意的海上补给船只。这样一来，马耳他地域的制空权便落入了德军之手，他们可以大摇大摆地运送物资，恢复海上补给线。
与此同时，德军的指挥官们也同样愁眉不展。自从对马耳他实施“添油”式的轰炸以来，已先后损失了十几架飞机，他们之中的大多数人对此表示了强烈的反对，纷纷提出干脆以大规模的空袭行动替代这些无关痛痒的小规模战斗，一次性置英军于死地。
凯塞林在进行了反复权衡之后，决定接受大多数人的建议，并指定由最先提出反对意见的第2航空队参谋长戴希曼上校负责草拟新的攻击计划。
不久，“戴希曼方案”便出笼了。该方案的要点就是把全部轰炸机集中使用，实施密集的“地毯式”轰炸，首先对英军机场进行突击，力争把大部分敌机消灭在地面上，尔后再轰炸英国海军基地，使之处于瘫痪状态。经过一番激烈的争论之后，该方案于1942年3月被正式批准。
可是，在德军准备实施“戴希曼计划”的前一天，一个意外的情况令德军深感不安。其保安部的一个上尉军官在清洁工从司令部大楼运出来的垃圾当中，发现了未被销毁的草案复印件，因此怀疑该行动方案可能已被英国人掌握，遂决定暂时推迟攻击的时间，静观其变。尔后通过空中照相侦察，发现马耳他岛并无任何异样，英国的“喷火”式和“飓风”式战斗机仍像往常一样停放在塔卡利机场时，才又决定实施这一计划。
1942年3月20日傍晚，马耳他岛周围风平浪静，一缕火红的晚霞镶接海际，给马耳他送来了一派祥和的景象。两架英军巡逻机在战斗机的护航下，在天空作了几个盘旋后，便放心地返回了基地。
就在这时，随着马耳他岛上一声刺耳的防空警报声，一阵沉闷的隆隆声自远而近传来。德军60架轰炸机在战斗机的护航下，分两个批次飞临马耳他。
在马耳他上空，每批德机分成几个轰炸小组，以小间隔依次掠过英军机场上空，把成群成束的炸弹扔向塔卡利机场。顿时地面上升起一团团火焰，机场跑道及附属建筑物瞬间便成为一片废墟。马耳他遭受了有史以来最大的损失。
这是在第二次世界大战中实施的首次“地毯式”轰炸。这天晚上，德军共投入了35个轰炸机大队，对塔卡利机场进行了长达两个小时的轮番轰炸。岛上英国皇家空军除几架躲在洞库里的飞机外，大部分被毁。而高炮部队刚开始时还拼命反击，到后来也只能丢下残缺不全的阵地和装备，急急地钻入防空洞中。
3月22日，德军重施故伎，对马耳他进行了第二次“地毯式”轰炸，英军又一个机场遭受了同样的厄运。
就在这一天，一支庞大的英国船队毫不顾忌德军的空中优势，从埃及亚历山大港出发，前来增援马耳他。途中曾遭到意大利舰队的试探性攻击，但被英国护航的4艘巡洋舰和16艘驱逐舰击退，其运载的弹药、燃料和食品没有受到丝毫的损失。英国舰队劈波斩浪，直奔马耳他。
得此消息后，德国空军遂暂时停止了对马耳他的轰炸，把攻击目标转向英国船队，在离马耳他37公里处，展开了一场海空大搏杀。经过2小时的激战，英国运输船“克兰·炊贝尔”号被击沉，“布莱康苏”号在遭受重创后，虽一度被拖进港口，但因再次遭到轰炸而沉没。另外2艘运输船虽然幸运地到达了达瓦塔港口，但在卸载物资的3天时间内，也遭到了重创，作战物资损失了2．1万吨，为总运输量的4/5。
3月底，德国空军又开始对马耳他进行第三次大轰炸，这次轰炸的目标为瓦莱塔港及其船坞，并一直持续到4月份。这期间，德军每天出动飞机至少290架次，在4月7日、20日这两天竟超过了300架次。在德军密集的轰炸下，英国海军基地的驱逐舰和潜艇部分被毁，余者均逃往亚历山大港，船坞和码头则完全处于瘫痪状态。
据统计，从3月20日以来的40天内，德军第2航空队共出动轰炸机5807架次，战斗机5667架次，侦察机345架次，总投弹量达6557吨。4月底，德军在马耳他岛上再也找不到值得轰炸的目标了，就渐渐地停止了轰炸。