בתחילת מלחמת העולם השנייה החיל נחשב לחיל-האוויר החזק ביותר בעולם. הוא מילא חלק חשוב בכיבוש המהיר של פולין, נורווגיה, דנמרק, לוקסמבורג, בלגיה, הולנד וצרפת, מספטמבר 1939 עד יוני 1940. עם זאת, החיל נכשל בניסיון להשיג עליונות אווירית בקרב על בריטניה, משום שמיהר לתקוף מטרות תעשייה בערים, ולא התמקד בתקיפת שדות התעופה ותחנות המכ"ם. בחזית המזרחית, נהנה הלופטוואפה מעליונות אווירית מוחלטת מול ברית המועצות, בזכות מטוסים מתקדמים יותר וטייסים איכותיים ומנוסים יותר. למרות זאת, הצבא האדום הדף את הגרמנים מערבה כשניצח בקרב קורסק, בסטלינגרד ובלנינגרד. בצפון אפריקה, סייע החייל לכוחותיו ארווין רומל, וכן בלחימה ביוגוסלביה, ביוון, באיטליה ובהגנה על שדות הנפט ברומניה.
הלופטוואפה היה חיל האוויר הראשון בעולם שהכניס לשירות מבצעי מטוס קרב סילוני (מסרשמיט Me-262), טיל שיוט מונחה (V-1) וטיל בליסטי (V-2). אך המחסור בדלק, בטייסים ובשדות תעופה, לצד לחימתן העיקשת של בעלות הברית, הובילו לתבוסתו. בנוסף, הפעיל החיל בין השנים 1940–1941 יחידת צנחנים, פאלשירמייגר. היחידה צמצמה משמעותית את פעילותה, בעקבות מותם של יותר מ-3,000 צנחנים בכיבוש האי כרתים.
המתקפה האחרונה של החיל נערכה ב-1 בינואר 1945, במטרה להשמיד מטוסי אויב על הקרקע, אך החיל איבד יותר מ-300 מטוסים ונאלץ להתמקד במשימות הגנה. היטלר פיטר את גרינג מפיקוד על החיל זמן קצר לפני כניעת גרמניה, כשגילה שהאחרון ניסה לארגן הסכם כניעה מול בעלות הברית. למפקד הלופטוואפה מונה גנרל-פלדמרשל רוברט גריים, קצין בכיר בחיל. לקראת סוף המלחמה גריים נמלט מברלין ונתפס על ידי הצבא האמריקני ב-8 במאי 1945. הוא התאבד בכלאו באוסטריה ב-24 במאי 1945. גרינג נתפס על ידי הצבא האמריקני באוסטריה, הורשע בביצוע פשעי מלחמה ופשעים נגד האנושות במשפטי נירנברג, נידון למוות והתאבד בכלאו ב-15 באוקטובר 1946.
לאחר ניצחון בעלות הברית וכיבוש גרמניה הוחלט על פירוק החיל.
הקמה.
לאחר מלחמת העולם השנייה התנועה האווירית בגרמניה קוצצה באופן משמעותי. הטיסה הצבאית נאסרה לחלוטין לאחר שב-1946 הלופטוואפה, חיל האוויר של הרייך השלישי, פורק על ידי ועדת הפיקוח של בעלות-הברית. המצב השתנה בשנת 1955, כאשר גרמניה המערבית הצטרפה לנאט"ו. בעלות הברית המערביות האמינו כי גרמניה נדרשת להתמודד עם האיום הצבאי הגובר של ברית המועצות ושל בעלות בריתה מברית ורשה. לפיכך, ב-9 בינואר 1956, הוקם חיל אוויר גרמני חדש כחלק מצבא גרמניה, הבונדסוור.
טייסי קרב ידועים רבים מהלופטוואפה הצטרפו לחיל האוויר החדש ועברו הכשרה ורענון בארצות הברית בטרם חזרו לגרמניה המערבית, כדי לשדרג את הציוד העדכני שסופק על ידי האמריקאים. בניהם היו אריך הרטמן, גרהרד ברקהורן, גינטר ראל
ויוהנס שטיינהוף. שטיינהוף הפך למפקד העליון של הלופטוואפה וראל היה ליורשו. טייס נוסף שלחם במלחמת העולם השנייה, יוזף קאמהובר, עשה גם קריירה משמעותית בחיל האוויר הגרמני שלאחר המלחמה. הוא פרש ב-1962 כ"אינספקטור דר לופטוואפה" (מילולית: מפקח חיל האוויר), התפקיד הבכיר בחיל.
למרות ההסתמכות החלקית של חיל האוויר החדש על חיילים ששירתו בזרוע האווירית של הוורמאכט, לא הייתה שום המשכיות ארגונית לחיל האוויר החדש. זה עולה בקנה אחד עם המדיניות של הבונדסוור בכללותה, שאינה רואה עצמה כממשיכה של הוורמאכט, ואינה ממשיכה מסורת של כל ארגון צבאי גרמני קודם.
השנים הראשונות.
המתנדבים הראשונים של חיל האוויר הגיעו לבסיס חיל האוויר נורבניך בינואר 1956. באותה שנה, סופק לחיל האוויר הגרמני המטוס הראשון שלה, ריפבליק אוויאיישן F-84 ת'אנדרסטרייק, תוצרת ארצות הברית. בתחילה, חולק חיל האוויר הגרמני לשתי מפקדות מבצעיות, אחת בצפון גרמניה, שהשתלבה עם חיל-האוויר הטקטי השני של בעלות-הברית, ושנייה בדרום גרמניה, שהשתלבה עם חיל-האוויר הטקטי הרביעי של בעלות-הברית.
הטייסת הראשונה שהוכרזה כמבצעה הייתה טייסת התובלה האווירית ה-61 בבסיס ארדינג אייר, ולאחר מכן טייסת מפציצי-קרב ה-31 בבסיס חיל האוויר בבוכל. ב-1958 גייס חיל האוויר הגרמני את חייליו הראשונים וב-1959 הכריז הלופטוואפה על יחידת הטילים ה-11 בקאופורן. היחידה חומשה בטילי שיוט קרקע-קרקע מסוג MGM-1 מטאדור, אשר היו לנשק גרעיני טקטי.
באותה שנה, כנף הקרב 71 (בגרמנית: 71 Jagdgeschwader) הפכה מבצעית, בחימוש מטוסי נורת' אמריקן אוויאיישן F-86 סייבר בבסיס הלורנר הייד. כל המטוסים הציגו, וממשיכים להציג, את צלב הברזל על גוף המטוס, בדומה למלחמת העולם הראשונה של 1918, ולא כמו צלב הקרס מתקופת הנאציזם. בזנב המטוס הוצג דגל הלאום של מערב גרמניה.
המלחמה הקרה.
ב-1963 ראה הלופטוואפה את ההתארגנות הגדולה הראשונה שלו. שתי המפקדות המבצעיות של חיל האוויר, הפיקוד הצפוני והפיקוד הדרומי, פוצלו לשתי דיוויזיות מעורבות חדשות. הדיוויזיות החדשות הכילו יחידות הגנה הגנה אווירית, יחידות נ"מ וחטיבת תמיכה אחת. נוסף על כך הועלתה חטיבה של חיל האוויר השביעי בשלזוויג-הולשטיין ובה יחידות תעופה, יחידות טילים, יחידות תמיכה ותעופה ימית של חיל הים הגרמני.
איחוד גרמניה.
לאחר איחוד גרמניה באוקטובר 1990, נלקחו המטוסים ואנשי חיל האוויר המזרח-גרמני לשעבר. שרידי חיל האוויר המזרח גרמני הושמו תחת פיקודה של דיוויזיית חיל האוויר החמישית בשטראוסברג. ב-1993 שונה שמה של הדיוויזיה ל-"3. Luftwaffendivision" (דיווזית חיל האוויר השלישית), היא הועברה לגאטוב בברלין ובשנת 1995 הוקצתה לנאט"ו. כבר ב-1990 הוחלפו סימני המטוסים של מזרח גרמניה בצלב הברזל אשר הוצג על מטוסי החיל האוויר של מערב גרמניה. זו הייתה הפעם הראשונה בה מטוסים שנבנו בידי הסובייטים שירתו בחיל האוויר של נאט"ו. עם זאת, מאחר שמדינות הגוש המזרחי היו הספקיות הבלעדיות של חיל האוויר של מזרח גרמניה (עם מטוסי סוחוי 17, מיג 21, מיג 23 ומיג 29) רוב הציוד לא תאם לציוד של נאט"ו, שהיה לחיל המערבי. לפיכך, הציוד המזרחי הוצא מהשירות ונמכר או הועבר לחברות מזרח אירופאיות שהצטרפו לנאט"ו לאחר נפילת מסך הברזל וסתיו העמים, ביניהן פולין והמדינות הבלטיות.
יוצאת דופן הייתה הכנף הלוחמת 3 על שם ולדימיר קומארוב (Jagdfliegergeschwader 3) שמוקמה בבסיס פרשן. הכנף עשתה שימוש במטוסי מיג 29. ב-1 ביוני 1993 שונה שם הכנף לכנף הלוחמת 73 (Jagdgeschwader 73) וב-1 באוקטובר 1994 היא השלימה את מעברה לבסיס לאג. הטייסים שלה היו מטייסי המיג 29 המנוסים בעולם. אחד מתפקידיהם העיקריים היה לשמש כטייסי תקיפה ולהכשיר טייסים אחרים בטקטיקות לחימה שונות. ארצות הברית שלחה קבוצה של טייסי קרב לגרמניה במהלך התרגיל "אוקטובר האדום" כדי לתרגל טקטיקות נגד המטוסים מולם היו מתמודדים בקרב אמת. המיגים האלו שולבו במבנה ההגנה האווירית של גרמניה. כמו כן, הם היו המטוסים הראשונים מתוצרת הגוש הסובייטי ששולבו בנאט"ו. עם התקרבות כניסתו של היורופייטר טייפון, הוחלט להפסיק את השימוש במיג 29. כל מטוסי המיג-29 הגרמניים, למעט אחד, נמכרו לפולין במחיר סמלי של יורו אחד ליחידה. ב-9 באוגוסט 2004 נחתו המטוסים האחרונים בפולין, שם הם ממשיכים לשרת בטייסת הטקטית ה-41 של חיל האוויר הפולני.
הבלקן.
חיל האוויר הגרמני התנסה בפעולה מלחמתית בפעם הראשונה מאז מלחמת העולם השנייה בספטמבר 1995 במהלך מבצע כוח מכוון. שישה מטוסי קרב, מפציצים מדגם טורנדו IDS, מגובים בשמונה מטוסי טורנדו ECR (המשמשים לביון ואיסוף מודיעין) תמכו במשימות הארטילריה של נאט"ו על עמדות הסרבים בסרייבו, בירת בוסניה והרצגובינה.
במרץ 1999, חיל האוויר הגרמני היה מעורב בתפקיד לחימה ישיר כחלק ממלחמת קוסובו יחד עם כוחות נאט"ו אחרים. אירוע זה צוין כבעל משמעות בעיתונות הבריטית, כאשר עיתון הסאן כתב בכותרת "הלופטוואפה וחיל האוויר המלכותי נלחמים זה לצד זה". חיל האוויר הגרמני שלח את כנף 32, המצוידת במטוסי טורנדו ECR, והיחידה הזאת השתתפה בדיכוי ההגנה האווירית של האויב בקוסובו ובסביבותיה. מטוסי קרב אלה היו מצוידים במשבשי רדאר אלקטרוניים, טילי אוויר-אוויר AIM-9 סיידוויינדר להגנה עצמית, וטיל אוויר-קרקע AGM-88 הארם.
כנף המפציצים טסה 2,108 שעות, יצאה ל-446 גיחות ושיגרה 236 טילי הארם לעבר מטרות עוינות. לא נפלו מטוסים גרמניים במהלך הקרבות.
שנות האלפיים.
בשנים 2005 ו-2008 השתתפו מטוסי הקרב גרמניים מדגם מקדונל דאגלס F-4 פנטום במבצע השיטור הבלטי (של נאט"ו), אליהם הצטרפו בשנת 2009 מטוסי טייפון.
בשנת 2006, שלח חיל האוויר הגרמני כמה מטוסי סיור מדגם פאנביה טורנדו מכנף הסיור ה-51 "אימלמן" (Aufklärungsgeschwader 51 "Immelmann"), כדי לתמוך בפעולות צבאיות במזר א-שריף, צפון אפגניסטן. מבסיס חיל האוויר במזר א-שריף יצאו גם מסוקי קרב גרמניים. בנוסף, מטוסי תובלה מסוג טרנסהול C-160 ביצעו משימות תובלה באפגניסטן ובסביבותיה. מסוקי סער ומטוסי תובלה של כוחות חיל האוויר הגרמניים נפרסו במספר בסיסים באפגניסטן וסייעו לכוחות הקרקע. מאז שנות ה-70, חיל האוויר של מערב גרמניה ומאוחר יותר של גרמניה המאוחדת השתתף באופן אקטיבי בבניית מטוסי הקרב האירופאיים הבינלאומיים, כמו הפאנאוויה טורנדו והאיורופייטר טייפון.