Einen ersten erfolgreichen Einsatz konnte man am 18. Dezember 1939 verbuchen, als 24 Vickers-Wellington-Bomber der Royal Air Force auf eine Entfernung von 113 km von zwei Freya-Geräten geortet wurden und daraufhin per Funk Jagdflugzeuge der Luftwaffe an die Bomber herangeführt werden konnten. Nach dem Luftgefecht über der Deutschen Bucht kehrte nur die Hälfte der Wellingtons unbeschädigt nach Großbritannien zurück. Diese Leistung hinterließ bei der Luftwaffenführung einen derartigen Eindruck, dass bereits im Frühjahr 1940 elf Freya-Geräte zur Sicherung der deutschen Westgrenze installiert worden waren. Nach der Eroberung Frankreichs im Jahre 1940 wurden Freya-Geräte auch entlang der Atlantikküste aufgebaut. Mit dem Aufkommen britischer Luftangriffe beauftragte Hermann Göring Oberst (später General) Josef Kammhuber, eine wirksamere Luftabwehr aufzubauen. Das führte zum Entstehen der sogenannten Kammhuber-Linie, in die dann auch weitere Freya-Geräte integriert wurden. Im Verlaufe des Krieges erwiesen sich die Freya-Geräte als störanfällig gegen Düppel, wodurch sie zwar noch zur Frühwarnung, jedoch weniger für die Jägerleitung einsetzbar waren.