Już 25 października 1939 r. na konferencji delegacji lotniczych Anglii, Francji i Polski strona brytyjska wyraziła zgodę na przyjęcie 2300 polskich żołnierzy wojsk lotniczych (w tym około 300 personelu latającego).
Przybyłych do Wielkiej Brytanii lotników lokowano w ośrodku na lotnisku Eastchurch pod Londynem. W 1940 r. rozpoczęto wysyłanie pilotów na praktyczne przeszkolenie w Redhill k. Londynu. Natomiast obserwatorzy i strzelcy samolotowi wstępne przeszkolenie przechodzili w Eastchurch, skąd potem kierowano ich do odpowiednich szkół brytyjskich.
Klęska militarna aliantów we Francji (maj-czerwiec 1940) oraz ciężkie straty, jakie tam poniosły oddziały brytyjskie, zmusiły ich dowództwo do szukania rezerw, celem uzupełnienia m.in. jednostek lotniczych, a w szczególności myśliwskich. Wobec groźby niemieckiej inwazji miało to istotne znaczenie. Wtej sytuacji ogłoszono ochotniczy zaciąg do brytyjskiego lotnictwa myśliwskiego. Prawie wszyscy polscy piloci myśliwscy przebywający w Eastchurch (a potem w Blackpool) zgłosili się do jednostek RAF.
11 czerwca została podpisana polsko-brytyjska umowa, ustalająca zasady organizacji polskich jednostek lotniczych i dowództw, zaś 6 sierpnia umowa dotycząca współpracy i współdziałania polskiego lotnictwa z RAF. Wich następstwie polskie lotnictwo zostało podporządkowane dowództwu RAF, bez możliwości jakiejkolwiek ingerencji w zakresie jego wykorzystywania przez Brytyjczyków.
15 lipca pierwszych 4 polskich pilotów skierowano do 145 i 253 dyonów myśliwskich RAF. Ogółem podczas bitwy o Anglię w dywizjonach RAF służyło 89 polskich pilotów myśliwskich.
8 sierpnia rozpoczęła się niemiecka ofensywa lotnicza na Wielką Brytanię, mająca stanowić fazę wstępną do planowanej inwazji wojsk lądowych. Trwające do 31 października intensywne walki powietrzne uzyskały miano bitwy o Anglię. Wyodrębnia się cztery fazy jej trwania: w pierwszej (8-18 sierpnia) niemiecka Luftwaffe starała się zniszczyć jednostki RAF oraz unicestwić żeglugę w południowo-wschodniej Anglii. W drugiej (19 sierpnia-5 września) atakowała lotniska w tej części wyspy; w trzeciej (6 września-5 pażdziernika) trwały intensywne walki powietrzne w okolicy Londynu, zaś w czwartej (6-31 października) Niemcy wykonywali nocne ataki nękające brytyjską obronę przeciwlotniczą.
W tej bitwie po stronie niemieckiej uczestniczyło 2630 samolotów (w tym 1510 bombowców), zaś początkowo brytyjskiego nieba broniło 672 myśliwców (dane z 1 lipca), lecz ich liczba wkrótce zaczęła się zmniejszać. Spośród Polaków pierwsze zwycięstwo powietrzne odniósł już 19 lipca por. pil. Antoni Ostowicz ze 145 dyonu myśliwskiego RAF. Pierwsi Polacy zginęli w bitwie o Anglię 11 sierpnia, byli to: por. Ostowicz oraz por. pil. Michał Stęborowski z 238 dyonu myśliwskiego RAF. W następnych tygodniach polscy lotnicy w szeregach jednostek RAF odnosili kolejne sukcesy, ponosili także poważne straty.
24 sierpnia sierż. pil. Antoni Głowacki z 502 dyonu myśliwskiego RAF zestrzelił 5 samolotów niemieckich, ustanawiając aliancki rekord sukcesów odniesionych w ciągu jednego dnia; do końca wojny nie został on pobity. Podczas bitwy o Anglię w jednostkach RAF poległo 19 polskich pilotów. Natomiast walczący w ich składzie Polacy zniszczyli 77 1/2 samolotów na pewno, 16 prawdopodobnie oraz 29 maszyn uszkodzili.
W następstwie umowy polsko-brytyjskiej z 11 czerwca podjęto prace organizacyjne nad utworzeniem 4 polskich dywizjonów lotniczych. Były 300 dyon bombowy (tworzony od 1 lipca, gotowość bojową osiągnął 14 września), 301 dyon bombowy (od 22 lipca, w gotowości bojowej od 26 sierpnia), 302 dyon myśliwski (od 13 lipca, a od 15 sierpnia w linii) i 303 dywizjon myśliwski (od 2 sierpnia, w gotowości bojowej od 31 sierpnia).
Jako pierwszy przystąpił do działań stacjonujący na lotnisku Leconfield 302 dyon myśliwski. Początkowo brał udział w operacjach bojowych 10, a od połowy września - 12 Grupy Myśliwskiej RAF. W związku z mniejszą intensywnością działań lotniczych w rejonie ochranianym przez dywizjon miał on stosunkowo niewiele okazji do spotkań z samolotami Lutfwaffe. Mimo to jego piloci strącili w tym czasie 16 samolotów wroga na pewno, 10 prawdopodobnie i 1 uszkodzili.
Znacznie intensywniejsze działania z lotniska Northolt pod Londynem prowadził 303 dywizjon myśliwski. Tak np. 15 września, w dniu najcięższych ataków na Londyn, jego piloci strącili 15 maszyn wroga. Podczas wizyty króla Jerzego VI w dywizjonie (26 września) nastąpił alarmowy start - w walce, jaka wówczas nastąpiła, nasi lotnicy zniszczyli kolejnych 14 samolotów Luftwaffe. Dzień później strącili następnych 16 maszyn.
W czasie bitwy o Anglię Polacy zestrzelili łącznie 203 1/2 samolotów nieprzyjaciela na pewno, 35 prawdopodobnie oraz 36 uszkodzili.
W walce czynnie uczestniczyły także oba nasze dyony bombowe, biorąc udział w nalotach na niemieckie barki inwazyjne w portach Boulogne, Calais i Ostendzie. Zrzuciły ok. 456 ton bomb.
Polacy obok Brytyjczyków stanowili najliczniejszą grupę narodową wśród pilotów broniących w 1940 r. nad niebem Wielkiej Brytanii. Na 3080 pilotów myśliwskich Polaków było 147, kolejną grupę narodową reprezentowali Nowozelandczycy 101. Podczas bitwy Polacy zestrzelili blisko 12% ogólnie zniszczonych samolotów wroga (203 i 1/2 na 1733).
To m.in. do nich skierował swoje słynne słowa premier Wielkiej Brytanii Winston Churchill, mówiąc Nigdy dotąd w dziedzinie ludzkich konfliktów tak wielu nie zawdzięczało tak wiele nielicznym.
Po zakończeniu zwycięskiej dla aliantów bitwy oWielką Brytanię nastąpił dalszy rozwój polskich formacji lotniczych.
- 300 dyon bombowy ppłk. pil. Wacława Makowskiego,
- 301 dyon bombowy ppłk. pil. Romana Rudkowskiego,
- 302 dyon myśliwski ppłk. pil. Mieczysława Mümlera i mjr. Jacka Sachtela,
- 303 dyon myśliwski mjr. pil. Zdzisława Krasnodębskiego, por. pil. Witolda Urbanowicza (od 7 IX), por. pil. Zdzisława Henneberga (od 22 X) i mjr Ronalda Kelleta.
W następstwie walk Wojsko Polskie poniosło straty wynoszące ok. 6000 zabitych i rannych, wskutek późnego rozpoczęcia ewakuacji do Wielkiej Brytanii zdołano przewieźć tylko ponad 20 000 oficerów i żołnierzy, około 13 000 żołnierzy polskich zostało internowanych w Szwajcarii.
- 77 1/2 samolotów na pewno,
- 16 prawdopodobnie,
- 36 uszkodzonych.
- 302 dyon myśliwski: 16 na pewno, 10 prawdopodobnie, 1 uszkodzony,
- 303 dyon myśliwski: 110 na pewno, 9 prawdopodobnie, 6 uszkodzonych.
- 301 dyon bombowy - 3 poległych,
- 302 dyon myśliwski - 6 poległych,
- 303 dyon myśliwski - 8 poległych,
- piloci w RAF - 19 poległych.
- sierż. pil. Jozef Frantisek (Czech) : 17
- por. pil. Witold Urbanowicz : 13
- por. pil. Zdzisław Henneberg : 8
- por. pil. Jan Zumbach : 8
- sierż. pil. Eugeniusz Szaposznikow : 8
Utworzony 2 VIII 1940 r. w bazie Northolt pod Londynem.
Od 31 VIII w składzie 11 Grupy Myśliwskiej RAF uczestniczył w bitwie o Anglię, podczas której jego piloci zestrzelili 110 samolotów niemieckich. W ciągu całej wojny dywizjon wykonał 9900 lotów bojowych, zestrzelił 203 samoloty na pewno, 40 prawdopodobnie i 25 uszkodził. Stracił 90 samolotów, poległo 44 pilotów.
Dywizjon został odznaczony orderem Virtuti Militari 5 kl.
Jednostkę rozformowano 9 XII 1946 r.