חיל האוויר הבריטי בשנות ה-1920 וה-1930 היה צריך להצדיק את קיומו מול טיעוניהם של קציני חיל הים והיבשה שגרסו שחיל האוויר קיים לשרת את הצרכים שלהם. מפקד חיל האוויר המלכותי סר היו טרנצ'ארד הצדיק את עצמאותו של חיל האוויר בזה שרק הוא על ידי יכולת ההפצצה האסטרטגית יוכל להגן על האימפריה הבריטית. למעשה ההתרכזות שלו בהפצצה אסטרטגית הייתה כה מוחלטת עד כדי השמטת שאר התפקידים והיכולות שהבריטים היו חלוצים בהם, דוגמת נושאות המטוסים שהבריטים הפעילו לראשונה במהלך מלחמת העולם הראשונה, לקראת מלחמת העולם השנייה הבריטים איבדו את ההובלה בתחום ליפנים והאמריקאיים. אך עם זאת חיל האוויר הבריטי לא הצליח להכין את עצמו למשימה הראשית שהוא ייעד לעצמו, קשיים כלכליים הביאו ממשלות לקיצוץ בתקציב חיל האוויר שלא אפשר לייצר כוח מפציצים משמעותי. בנוסף לכך קציני חיל האוויר לא הצליחו לזהות את הקשיים בהפצצות האסטרטגיות שגרמו לסיכויי פגיעה נמוכים. מספר וועדות מדעיות הוקמו בשביל לנסות להתגבר על חוסר הדיוק של מפציץ מגביה טוס אבל התוכניות בוטלו על ידי קצינים שלא האמינו שקיימת בעיה. בשנת 1939 למפציצים הגרמנים היו עזרי הפצצה ומערכות הפצצה עיוורת, בעוד הבריטים קיבלו מערכות דומות רק ב-1942, עד אז המפציצים נאלצו לטוס ולהפציץ "בעזרת ניחושים ועזרתו של אלוהים", מה שהביא לרמת דיוק ירודה.
בהקשר של מטוסי קרב רוב הקצינים ראו בהם כלי מלחמה שלא מתאימים למשימת החיל ולכן הם לא השקיעו בהם עקרונית. היוצא מהכלל היה סר יו דאודינג שהיה אחראי על הפיתוחים המדעיים של חיל האוויר בשנות ה-1930 המוקדמות בו הוא קידם תוכניות פיתוח שהפיקו לבסוף את מטוסי ההוקר הוריקן והספיטפייר, אך תרומתו הגדולה הייתה פיתוח מערכת המכ"ם. עניינו האישי וכן העידוד שהוא נתן לקצינים להתערב ולהציג למדענים והמהנדסים את הדרישות והצרכים, וכן ללמוד ולהבין את המערכת תרמו לייצירת מערכת היירוט היעילה הראשונה בעולם. לאחר תפקיד זה דאודינג כשל בהשגת תפקיד מפקד חיל האוויר ובמקום זה מונה על פיקוד מטוסי הקרב שהיה בעצם זרוע הגנתית של חיל האוויר שהוקם כמענה ללופטוואפה הנאצי המתחזק והמאיים. למרות הקשיים המבצעיים בשנת 1937–1938 שנגרמו עקב קליטת מטוסים חדשים בפרוץ מלחמת העולם השנייה פיקוד מטוסי הקרב היה הזרוע האווירית היחידה שהייתה מוכנה לקרב.
האמריקאיים לא יצרו חיל אוויר עצמאי ולכן הרבה מהשיח המקצועי בנושא כלל ויכוח על נחיצותו של חיל אוויר עצמאי. אחד הדוברים הבולטים בעד הרעיון היה בילי מיטשל, דעותיו כללו כי משימתו העיקרית של חיל האוויר היא השגת עליונות אווירית בשמי המערכה על ידי שיתוק חיל האוויר של האויב טרם תחילת מערכת ההפצצות האסטרטגיות, מה שדרש חיל אוויר עצמאי וחזק. למרות חלק מדעותיו שבחלקן הקדימו את זמנן, מסע ההסברה שלו לטובת חיל האוויר העצמאי היה אגרסיבי מדי, וכלל מספר הצהרות פומביות שהביאו אותו לדין משמעתי ולפרישתו מהשירות.
חילות האוויר של צבא ארצות הברית פיתחו תורת לחימה דוגמטית שהתבססה על הערכה מוגזמת של משמעויות ההפצצה האסטרטגית על האויב והתבססה על דעותיו של ג'וליו דואה. כמו כן הם הסתמכו יתר על המידה בכוונת הנורדן שנוסתה רק בתנאים אופטימליים. מול זה חיל הים האמריקאי קידם רבות את ההפעלה של הכוח האווירי שלו, מה שהתבטא בזירה הפסיפית. כמו כן הצי תמך בפיתוח מנועים כוכביים למטוסיו, בניגוד לחיל האוויר הבריטי שתמך בפיתוח מנועים טוריים, וזאת בשל פשטות האחזקה שלהם שבלב הים הייתה לא פחות מקריטית. תמיכה זאת יצרה סדרת מנועים ארוכה שהניעה רבים מהמטוסים החשובים והמתקדמים של כוחות האוויר האמריקאיים השונים.
הלופטוואפה בלט בין חילות האוויר האחרים בפתרון המעשי שלו ללקחי מלחמת העולם הראשונה שבתומה הוקמו לא פחות מ-57 וועדות חקירה לבדיקת כל הלקחים מהמלחמה לגבי כל זרועות הצבא. למרות זאת בשל הסכם ורסאי נמנע מגרמניה אחזקה ורכש של מטוסים למטרות צבאיות. עם עלייתה של המפלגה הנאצית לשלטון וההתעלמותו של היטלר מהגבלות ההסכם החיל החדש החל ללבוש צורה על פי מסקנות הוועדות. בנוסף לכך הנהגה בידי מספר אישים בהם וולטר וויבר שהיה ראש מטות הלופטוואפה וכן ארהרד מילך הולידו חיל מודרני. התרומה הגדולה ביותר לאיכותו של החיל היה הניסיון שנרכש בלגיון הקונדור בספרד שעיצב את תורות הלחימה וצורת ההפעלה של החיל. עם זאת, החיל סבל מגידול מהיר וכן מעניין פוליטי של המפקדים שיצר חיל שיכל להגיב לדרישות ולחצים מיידיים ולא היה יכול לבצע תוכניות רחבות וארוכות טווח.
חיל האוויר האיטלקי בפרוץ המלחמה היה ארגון מפוזר ובלתי יעיל שלא יכול למנות את מטוסיו, זאת אף על פי שתקציבו היה גבוה משל חיל האוויר הצרפתי והבריטי. מצב זה נגרם עקב שחיקה והרפתקנות ייתר שהביאה לדחיית פיתוח מטוסים חדשים וכן פגעה בארגון ובאיכות מפקדיו. כמו רוב חילות האוויר גם באיטליה דגלו בהפצצה אסטרטגית כחלק מאימוץ דעותיו של ההוגה ג'וליו דואה, אך איטליה עצמה הייתה מדינה בעלת חולשות בולטים בתחום זה, ביניהם מחסור במשאבים ומחצבים, ריכוז מרכזי התעשייה בצפון המדינה במרחק טיסה קצר ממספר מדינות שכנות הנמצאות מעבר להרי האלפים, חוסר בסיס טכנולוגי ותעשייתי למשימה זאת. התעשייה האיטלקית הייתה מסוגלת לייצר מטוסים מודרניים, אך פיתוחם נדחה שוב ושוב כאשר המשאבים המיועדים הופנו להרפתקאות צבאיות ששחקו את כל הצבאות, דוגמת הפלישה לאתיופיה וההתערבות בספרד.
חיל האוויר הצרפתי עבר את אותם תהליכים שהלופטוואפה עבר בשנים 1936–1937 וחיל האוויר הבריטי בשנים 1937–1938 מאוחר בשנת 1939 כאשר זה היה מאוחר מדי. לאחר תום מלחמת העולם הראשונה והקיצוץ בתקציבי הביטחון, הצרפתים החליטו לייצר חיל אוויר עצמאי, אך כל המדיניות הביטחונית נוהלה עדיין על ידי כוחות היבשה אשר הסתמכה על קו מאז'ינו והתייחסה בהתחלה בביטול כלפי האיום האווירי הגרמני. כתוצאה מכך תעשיית המטוסים הצרפתית לא קיבלה שום השקעה תקציבית לפיתוח וייצרה מטוסים מיושנים, וכאשר היא כן הצליחה לפתח ולמכור קו של מטוסים חדישים, אלה התקבלו לשירות מאוחר והטייסות סבלו מבעיות טכניות וקשיי מוכנות האופייניים למעבר חד בין דורות מטוסים.
הסובייטים ראו בכוח אווירי חזק מטרה ברורה שכן זה אחד הסממנים של התיעוש של רוסיה, אך אלה סבלו מחסרון טכנולוגי מול עמיתיהם במערב ולמרות שיתוף הפעולה עם הגרמנים שארך עד סוף שלטון ויימאר התעשייה וכן המהנדסים הרוסים לא הצליחו לגשר על הפער. עם העובדה שחיל האוויר האדום הטיס מטוסים מיושנים צרתו הגדולה הייתה הטיהורים של סטלין שהחלו בשנת 1938 שהשאירו חיל משותק. בשנת 1941 טייסות החיל החלו לקבל דור חדש של מטוסים אך טייסים לא מיומנים, אחזקה ותמיכה לוגיסטית לקויים, כמו גם אוזלת ידו של הפיקוד המשותק גרמו לאבדות הנוראיות במהלך מבצע ברברוסה וכל המערכה במזרח.
היפנים פיתחו את הצבא שלהם לכאורה בבידוד משאר העולם, אך בפועל הם קיבלו עזרה טכנולוגית הן מהבריטים ומהאמריקאיים בצורת בנדסת ספינות ומנועים רדיאליים בהתאמה. בשנת 1922 הוסבו 2 ספינות משא לנושאות מטוסים והוקם מטה עצמאי לשירות האוויר של הצי אשר היווה את הקו המנחה לכל השירות. הפלישות למנצ'וריה בשנת 1931 ולסין בשנת 1937 הקנו ניסיון וכן השפיעו על תורת הלחימה של צבא יפן, הם לא היו מעוניינים בהפצצה אסטרטגית כלל בשל העובדה שמתוך יפן המבודדת לא יהיה סביר לשלוח מטוס הפצצה לאף אחד ממרכזי התעשייה המערביים. במקום זאת, הפנים ראו בהרס ציים כאסטרטגיה היעילה ביותר להשתלטות על האוקיינוס השקט. הטעות הקשה של מעצמות המערב הייתה הזלזול ביכולת והטכנולוגיה היפנית שהצליחה לייצר את מטוס הזירו שהיה שקול בביצועיו מול הספיטפייר וה-Bf-109 וכלל טווח טיסה ארוך מכל מטוסי הקרב של שנות ה-1940 המוקדמות. עם כל הביצועים המרשימים היפנים וויתרו עם אמצעי הגנה לטייס ועל מיכלים נאטמים עצמאית המונעים הישרפות הדלק, בשל כך המטוסים והטייסים היו רגישים לאש האויב.
חילות אוויר.
גרמניה: הלופטוואפה.
גדילתו המהירה והתפתחותו הטכנולוגית של הלופטוואפה גרמו לפחד גדול בשנות השלושים, שתרם למדיניות הפיוס שאימצו בריטניה וצרפת כלפי גרמניה הנאצית בשנים שקדמו לפרוץ המלחמה. בשנים הראשונות של המלחמה (1942-1939), הלופטוואפה פעל היטב ומילא תפקיד מרכזי במסגרת טקטיקת הבליצקריג, שהופעלה בהצלחה על ידי כוחות הוורמאכט. עם זאת, הלופטוואפה נכשל בניסיונו להכניע את בריטניה ומעולם לא הגיע לגודל ולהיקף שנדרש לניהול מלחמה טוטלית.
בריטניה: חיל האוויר המלכותי.
חיל האוויר המלכותי גדל באופן משמעותי לאורך שנות השלושים, וכלל ב-1939 כ-3,700 מטוסים. חיל האוויר הבריטי היה מאוד מתקדם בתחום ההפצצה האסטרטגית, ונבנו מפציצים ארוכי טווח רבים, שיכלו להגיע עד למרכזי התעשייה בגרמניה. בריטניה בנתה בנוסף כוח אוויר טקטי, שהצליח להשיג שליטה אווירית בשדה הקרב בשלבים המאוחרים של המלחמה, והצטיין בתקיפות מטרות קרקע. מטוסי הקרב הבריטיים אף הגבילו את יכולת הלופטוואפה להפציץ את ערי בריטניה וגרמו לו אבדות כבדות.
ברית המועצות: חיל האוויר הסובייטי.