La Royal Air Force (RAF) a déployé un nombre d'avions sans précédent depuis la bataille d'Angleterre. Les objectifs de la RAF étaient de soutenir un pré-bombardement en bombardant les défenses allemandes et en posant des écrans de fumée. Ensuite, elle devait soutenir le retrait avec une force maximale.
Au total, 74 escadrons seront utilisés pour l'opération, soit plus de 1 000 avions. On s'attend à ce que ces chiffres dépassent de loin ceux de la Luftwaffe (l'armée de l'air allemande) stationnée dans la région. On estime qu'elle ne peut déployer que 250 chasseurs et 220 bombardiers.
Les avions, principalement de la RAF, étaient des Spitfires, des Hurricanes et des Bristol Blenheim. Des Mustang américains seront utilisés par les 400e et 414e escadrons de l'Aviation royale du Canada. L'escadron 340 (France libre) jouera également un rôle actif.
À la fin du 19 août, la journée s'est avérée être une bataille coûteuse pour la RAF. Au total, 106 avions ont été perdus, 91 avions ont été abattus, 47 pilotes et membres d'équipage ont été tués et 17 ont été capturés, devenant ainsi des prisonniers de guerre. Les Canadiens ont perdu 14 avions et 9 pilotes.
Au cours de la bataille, de nombreux cas de tirs amis ont été signalés lorsque l'armée de l'air a engagé des forces terrestres ou a essuyé des tirs depuis le sol. Lors de l'assaut des commandos sur la batterie de canons Hess, les commandos et les Rangers américains ont failli être tués par des Spitfires qui ont mitraillé la batterie avec des tirs d'artillerie. En mer, un marine utilisant un canon antiaérien a abattu un Spitfire parce qu'il volait en dessous de l'altitude à laquelle ils avaient été informés qu'ils se trouveraient, et il l'a pris pour un avion allemand. D'autres témoignages indiquent que des équipages de la marine britannique ont tiré sur des P-51 Mustang américains, en raison d'un manque de reconnaissance de l'appareil. Ils pensaient que la silhouette d'un Mustang était très similaire aux profils des avions allemands et ont donc tiré dessus.
Un aviateur américain, le sous-lieutenant d'aviation James La Rue Taylor, faisait partie des réservistes volontaires de la Royal Air Force. Il servait dans le 121e escadron Eagle. Il a été tué au combat lorsque son Spitfire s'est écrasé sur un autre Spitfire en plein vol. Il est enterré au cimetière militaire d'Etaples.
Cinq Français servant dans l'armée de l'air ont également été tués au combat le 19 août. Ils sont commémorés sur un mémorial situé sur l'aérodrome de Dieppe, au sud de la ville.