俯冲轰炸战术起源于第一次世界大战中，由英国皇家空军最先开创。但是因为早期结构脆弱，无法承受高速俯冲及拉起所产生的冲击力。随着飞机技术的发展，俯冲轰炸战术越来越受重视，尤其是其对小型目标的攻击能力才活跃于第二次世界大战中。
俯冲轰炸机在攻击敌方目标时，会以与地面超过45度角的方式高速向目标俯冲，在距目标很近的距离上拉起飞机同时投弹。这种投弹方式的优点是，可以在保证投弹速度的情况下尽可能提高命中率。由于投弹高度低，其命中率较水平轰炸机提高了许多倍。此外，俯冲轰炸机亦无须安装复杂的瞄准系统或雷达。俯冲轰炸机在其顶峰时期被广泛应用于对重要目标，尤其是小面积或移动中的目标的攻击，以充分发挥其投弹准确度高的优势。
在二战的欧洲战场，德国是俯冲轰炸机的主要使用者。德国俯冲轰炸机的主要任务是为其装甲部队和步兵提供近距离火力支援，代表机种为Ju-87斯图卡俯冲轰炸机。斯图卡式轰炸机的机体非常坚固，可以以90度角向下俯冲，在闪击战中发挥了极其重要的作用。斯图卡俯冲轰炸机凭借其精确的轰炸和恐怖的呼啸声，被盟军士兵称为空中“咆哮死神'。对于盟军士兵的心理阴影面积大于任何一款武器。
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但相比于斯图卡俯冲轰炸机的精确打击效果，盟军士兵对于斯图卡发出的恐怖呼啸声更加恐怖。有经验的老兵每当听到这种刺耳的呼啸声就知道是斯图卡来了，随之而来的就是一连串精准的轰炸。
这种呼啸声主要是来自飞机上安装的啸声器和多普勒效应。在图斯卡俯冲轰炸机的起落架上安装有一个哨子一样的啸声器，飞机大角度俯冲式，空气的震动直接导致哨子发出刺耳的声音。另外的一个原因就是多普勒效应：飞机俯冲时，音波被压缩，频率提高，发出尖锐的声音，如同一辆迎面驶来的救护车，随着距离的缩短，听到的声音也越来越大。
相比之下，作为俯冲轰炸战术的发明者，英国所制造的俯冲轰炸机却逊色了许多。战争中皇家空军和海军仅生产了约200架贼鸥式俯冲轰炸机，表现亦不如人意。在1940年，贼鸥在性能上的不足开始体现，其主力战斗轰炸机的位置也逐渐被更为先进的费尔雷酷鱼鱼雷轰炸机、TBF鱼雷轰炸机、费尔雷海燕双座战斗机等单用途战机所取代。在1941年2月9日，贼鸥进行了最后一次实战任务，之后作为教练机和靶机的拖曳机使用在1945年3月正式退役。
二战后期一些大马力的战斗机开始可以执行俯冲轰炸的工作，由于战斗机具备较轰炸机更好的机动力，能在投弹完成之后继续执行其他作战任务或是更有效地保护自身安然撤退，逐渐替代了专职的俯冲轰炸机。二战后俯冲轰炸机的作用逐渐减弱。
地面防空武器及战斗机的快速发展迅速使俯冲轰炸战术开始无法适应新战场。各种精确的瞄准系统及投弹雷达的发展也很大程度上增强了水平轰炸的投弹精度，以往需要进行俯冲轰炸加强命中率的需求逐渐消失，而俯冲轰炸机的无法应付各种新式武器的问题使其丧失了在轰炸战术中的地位。今日，虽然多数轰炸机在攻击敌方目标前仍会进行小角度的俯冲，但专职的俯冲轰炸机已彻底地走入了历史。
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