Das RAF Bomber Command griff daher in der Folgezeit bis zum Kriegsende überwiegend bei Nacht an. Mit Wellingtons ausgerüstete Staffeln wurden in den ersten Kriegsjahren noch viele Male gegen Deutschland eingesetzt, bis die viermotorigen Bomber (Short Stirling, Handley Page Halifax und Avro Lancaster) in größerer Zahl zur Verfügung standen. Die Wellington, nun als mittelschwerer Bomber eingestuft, war beim ersten Tausend-Bomber-Angriff auf Köln am 30. Mai 1942 mit ca. 60 Prozent der eingesetzten Maschinen beteiligt. Der Typ wurde in vielen Varianten gebaut; die meisten Änderungen betrafen neue Motoren. Es wurden dabei statt des Pegasus auch Bristol Hercules, Rolls-Royce Merlin und auch Pratt &amp; Whitney Twin Wasp eingebaut. Auch eine Höhenbomber-Version Mk V mit Druckkabine wurde erprobt, aber 9.145 m Höhe waren unzureichend, und nur eine Squadron wurde 1941 mit diesem Typ ausgestattet. Die Wellington kamen auch in Nordafrika und im Fernen Osten sehr erfolgreich zum Einsatz. Nach 1941 war aber das RAF Coastal Command der größte Nutzer. Hier kam sie als U-Boot-Jäger, Minenleger und mit einem Magnetring auch als Minenräumflugzeug zum Einsatz. Außerdem wurde sie zum Schleppen von Lastenseglern und dem Absetzen von Fallschirm-Agenten genutzt. Ohne Bewaffnung wurde sie auch zum Transport von Truppen und Material verwendet. Die Produktion endete nach neun Jahren am 25. Oktober 1945.