隨著盟軍地面部隊陸上作戰的一個又一個勝利，美英戰略航空兵開始按照自己的既定方針，有計劃地將作戰重點轉移到對德國本土的戰略轟炸上來。其作戰目標首先放在打擊德國的合成石油工業，後轉向德國本土鐵路運輸系統。透過對這兩個目標系統進行卓有成效的打擊，美英戰略航空兵最終重創了德國的戰時經濟體系。
1944年7月4日，英戰略轟炸機部隊作戰部長巴夫頓空軍准將告訴英空軍參謀長波特爾，英國轟炸航空兵已開始對德國的蓋爾森基興、斯特克拉德、韋瑟爾、漢堡等城市的石油目標進行轟炸，其中大部分作戰行動是由為數不多的“蚊”式飛機實施的。
僅有兩次作戰行動規模較大，每次都出動了近300架重型轟炸機，共投彈1000餘噸。第一作戰行動是在1944年6月12日夜間進行的，英國轟炸航空兵出動了294架重型轟炸機，突擊了德國蓋爾森基興的諾斯頓工廠，造成了很大的破壞，使其產量急劇下降。 6月18日，美軍第八航空隊第一次深入德國本土進行大規模轟炸作戰。這一天，第八航空隊的3個轟炸師幾乎傾巢出動，總共有378架重型轟炸機參加了這次行動。
其中，第一襲炸師的146架B-17重型轟炸機和第三轟炸師的88架B-17重型轟炸機分別轟炸了漢堡和漢諾威的煉油廠，共投彈581. 5噸。在6月的最後10天裡，美第八航空隊又出動重型轟炸機521架次，突擊了德國的不來梅、博蘭等地的合成石油工廠，還突擊了蒙特巴蒂爾和達格尼兩地的油庫。1944年下半年的前3個月裡，盟軍逐步加大了對德國石油工業的打擊力度。美第八航空隊在7月7日、18日、28日和29日，先後突擊了德國的盧茨肯多夫、哈雷、博蘭、梅澤堡、萊比錫、基爾、不來梅等地的石油目標。整個7月，美第八航空隊、第十五航空隊和英國轟炸航空兵投在德國石油目標上的炸彈共計21000噸。
盟軍對德國石油工業規模日益增大的突擊，使德國合成石油產量急劇下降。7月份，德國氫化法和氟化法合成石油產量只有86000噸，僅及1944年頭4個月平均月產量的1/4.在兩個月內，盟軍投在德國石油工業目標上的炸彈總計為37000噸，致使德國合成石油生產狀況進一步惡化。9月份，德國氫化法和氟化法合成石油產量與1944年頭4個月平均月產量相比，下降了92. 2%.美英空軍最初對奪取德國上空的戰略制空權沒有給予足夠的重視，致使在戰略轟炸初期和中期的空中作戰中屢遭挫折。隨著經驗教訓的不斷積累，他們逐步重視戰略制空權的作用，但所採取的主要措施也僅限於突擊德國的飛機制造工業，而且收效甚微。只是在美英對德國合成石油工業實施戰略轟炸後，美英戰略航空兵才收到出乎意料的戰果。美軍對德國氫化法合成石油工廠的轟炸，很快就使德國空軍航空汽油的供應嚴重惡化。在對石油目標轟炸前的5個月，德國航空汽油平均月產量為16. 8萬噸，遭轟炸後的7個月的平均月產量降至29900噸，下降了82%.施佩爾在7月28日給希特勒的報告中就已經提及：
如果對合成石油工廠的空襲繼續進行，敵人像現在這樣成功地節制我們的航空油料的生產，那麼，至9月或10月空軍接計劃使用將是不可能的。
事實正是如此。從1944年秋季起，德國的戰鬥機對美英的效作機已天進行有效的抗擊。它們只能按兵不動、積蓄油料，間隔幾日才能出動一次。油料短缺使德軍飛行員的訓練也受到極大影響，訓練水平大大下降。他們每週分配到的油料只夠飛行一小時，致使德軍新飛行員的補充日益困難。美英戰略航空兵對德國合成石油工業的打擊，還嚴重地影響了德軍裝甲部隊的作戰活動。
1944年12月，德軍發動阿登戰役時，因油料短缺，只能提供1. 5個基數，不足德軍裝甲部隊組織進攻所需要的正常供應量的1/3.德軍進攻開始後，有一半火炮無法跟進，只能留在進攻出發地。坦克因缺油常常不能機動作戰，只能做固定堡壘用，致使德軍在進攻巴斯托尼的戰鬥中，火力嚴重不足，陷入被動，從而使盟軍取得了防禦作戰的決定性勝利。
蘇德戰場上的德軍裝甲部隊也同樣受到缺油之苦。德國的西里西亞地區是德國武器生產的重要工業區。這一地區的得與失對蘇德雙方都有重大意義。為了奪取這一地區，蘇軍曾進行了半年的準備。
德軍為了阻止蘇軍的進攻，在維斯瓦河西岸建立了防線，德軍第四裝甲集團軍在桑多梅日到巴拉諾夫的灘頭陣地上集中了1200輛坦克準備固守，但由於油料嚴重短缺，坦克無法機動，很快被蘇軍消滅。
1945年2月至3月，美英的轟炸造成德軍油料短缺，嚴重地妨礙了德軍航空兵和裝甲部隊的作戰使用，大大加快了蘇軍在西里西亞的勝利。
為此，斯大林曾評價說，美英對德國石油工業的轟炸，對加速蘇軍的勝利起了重要作用。對列需作成的最後幾個月中，美英戰略航空兵在繼續對他國石油工業擊的同時，又對另一個對德國經濟產生嚴重影響的目標——德國的交通運輸系統展開了大規模突擊。洲網鐵路運輸是德國交通運輸系統的骨幹，戰爭爆發後，其運輸負擔重。由於石油嚴重短缺，德國不可能用汽車擔負長途運輸任務，因面在德交通運輸中，飲路運輸量居首位，佔運輸總量的72%,水路運輸佔25%,公路運輸僅佔3%.僅煤炭運輸一項就佔鐵路運輸總量的40%.再加上為了應付美英的戰略轟炸，德國曾將大批工廠疏散，造成零部件和半成品的運輸量大幅度增加，又進一步加重了鐵路運輸的負擔。1944年9月以前，美英對德國本土鐵路系統的月投彈量最高不足5000噸。此後，美英開始對德國鐵路運輸系統進行大規模轟炸，月投彈量最高時超過50000噸。
9月5日，美第八航空隊出動B-24重型轟炸機218架，其中，有183架突擊了地處萊茵河畔的德國西南邊陲小城卡爾斯魯厄的鐵路調車場，投下高爆炸彈463噸。
9月8日，美軍第八航空隊出動300架B-24重型轟炸機，對這座小城的鐵路調車場又投下了665噸高爆炸彈。
9日，美第八航空隊又順萊茵河北上，突擊了萊茵河畔的曼海姆和美因茨，第八航空隊出動419架B-17和337架B-24重型轟炸機，其中有387架B-17轟炸機和265架B-24轟炸機到達這兩個目標上空，共投彈1798噸。10日，美軍又掉轉方向回師南下，突擊德國南部小城烏爾姆的鐵路調車場，此戰共出動B-24重型轟炸機247架，投彈630噸。在爾後的10天內，美軍重點打擊德國的合成石油工廠和其他目標。9月下旬，美軍又圍繞著魯爾工業區，突擊了德國西北部、西部和西南部地區內的眾多鐵路目標，主要有科布倫表、林堡、達姆施塔特、哈媒、索斯特、明斯特、路德維希港等地，其中規模最大的是突擊路德維希港。
在這次作戰中，美軍第八航空隊出動534架B-17重型轟炸機，共投彈1133噸。10月，美軍的作戰重點仍然是切斷魯爾區與德國其他地區的交通聯絡，作戰地域是德國的西北部、西部和西南部，也就是說，仍圍繞魯爾工業區展開攻擊。10月上旬，盟軍轟炸機突擊了哈姆、奧芬堡、賴內、赫爾福德、美因茨、科布倫茨、奧斯納布呂克等地的鐵路調車場。10月14日開始，美軍重點打擊魯爾工業區南部最重要的鐵路樞紐，也是魯爾工業區的最重要的南出口－科隆。這一天，美第八航空隊的第一轟炸師和第3轟炸師有640架B-17重型轟炸機突擊了科隆的兩個調車場，總計投彈1740噸，作戰中損失飛機2架。10月15日，美第八航空隊的3個轟炸師一同前往科隆，這在第八航空隊的作戰中是前所未有的。美軍這一天共出動各型轟炸機1212架，其中903架重型轟炸機到達科隆上空進行了突擊，共投彈2500噸。10月17日，第八航空隊再度出動，有1248架重型轟炸機再次突擊了科隆，投彈2913噸。
第二天，美軍又出動少量轟炸機對科隆進行了補充轟炸。10月下旬，美軍又突擊了德國的美因茨、哈姆、明斯特等地的鐵路調車場。哈姆和明斯特是魯爾工業區通往德國北部重要城市不來梅和漢堡，以及柏林方向上的重要樞紐。美軍突擊魯爾區這些與外界聯絡的最重要的交通樞紐，無疑給德國戰時經濟的正常運轉以最沉重的打擊。11月7日，英軍下達了打擊德國本土交通系統的第二號交通計劃。1945年1月，英國轟炸航空兵投在德國交通運輸系統的炸彈近2. 3萬噸，是整個戰爭期間英軍投在交通運輸系統最多的一個月。美軍在這個月中，投在德國交通運輸系統的炸彈約3. 2萬噸，其任務主要是破壞德國人對交通運輸系統的搶修工作。美軍對每一個交通目標突擊時所用的兵力都不大，但打擊的面很廣，頻率很高。1月上旬，美軍作戰8天，中旬和下旬，美軍各作戰6天，全月美軍共作戰18天，平均每1. 7天就突擊一次德國交通目標。美英戰略航空兵在這個月裡投在德國本土交通目標上的炸彈總數約500噸，是對德國交通運輸系統轟炸作戰中投彈最多的一個月。在美英戰略航空兵持續打擊下，德國鐵路運輸能力急劇下降，並嚴重比響到煤炭運輸。在正常情況下，魯爾區煤的外運量是每天2. 2萬車皮，1945年1月下降到每天9000車皮，僅達正常運量的40. 9%.至1945年3月15日，情況更為惡化，施佩爾給希特勒的報告中說，每天只有2000至3000車皮離開魯爾區，僅及正常運量的9. 1%~13. 6%.早在1944年11月，德國各生產部門儲備的煤已經由於鐵路運輸困難而入不敷出。
德國優先保證的鐵路用煤的儲備量到11月5日比9月10日下降了44. 2%.其他部門下降得更多。
為此，施佩爾在11月11日給希特勒的報告中稱： 我們正處在開戰以來最嚴重的煤炭生產危機的邊緣。 美英戰略航空兵對德國石油和鐵路系統卓有成效的打擊，使這兩個系統基本上陷於癱瘓，並由此造成了石油、煤炭、煤氣、電力等能源供應極度短缺，進而使各個生產部門都無法正常運轉，生產急劇惡化，導致了德國戰時經濟的全面崩潰。
