Le premier bombardement de la guerre par la RAF a été réalisé par des Wellingtons des 9th et 149th Squadron, avec aussi des Bristol Blenheims, le 4 septembre 1939 à Brunsbüttel en Allemagne. Les premiers avions à être descendus sur le front de l'Ouest, deux Wellingtons, le furent pendant cette mission. Il participa aussi au premier raid de nuit sur Berlin le 25 août 1940. Dans le premier raid de 1 000 bombardiers sur Cologne, le 30 mai 1942, 599 des 1 046 avions étaient des Wellington (dont 101 étaient pilotés par des équipages polonais).
Les Wellington du Bomber Command ont réalisé 47 409 missions, ont largué 41 823 tonnes de bombes et 1 332 d'entre eux ont été perdus.
En 1944, les Wellingtons du Coastal Command sont déployés en Grèce et participent à diverses missions de soutien pendant la participation de la RAF pendant la guerre civile grecque. Quelques Wellington ont été cédés à l'Armée de l'air grecque.
Survivants
Wellington Mark IA N2980 exposé à Brooklands
Il existe encore à ce jour que deux exemplaires complets de Vickers Wellingtons; Tous les deux sont exposés dans des musées en Grande-Bretagne. Il existe aussi cependant beaucoup d'épaves plus ou moins complétes.
Wellington Mark IA N° de série N2980 est exposé au musée de Brooklands au sud de Weybridge (Comté de Surrey, GB). Cet appareil se crasha en 1940 dans le Loch Ness lors d'un vol d'entrainement suite à des problèmes moteurs. Tous les aviateurs survécurent, mis à part le mitrailleur arrière qui se tua quand son parachute ne s'ouvra pas. L'appareil fut redécouvert par hasard au fond du Loch en Septembre 1985 et restauré pour être exposé, avec les hélices endommagées en hommage au mitrailleur disparu.
Wellington T Mark X N° de série MF628 exposé au Royal Air Force Museum, de Londres. Il fut livré à l'unité RAF No.18 MU (MU pour Maintenance Unit) de RAF Tinwald Downs, Dumfries, sous la désignation Wellington Mark X, le 11 mai 1944. En Mars 1948 la tourelle frontale fut retirée lors de la conversion en variante T du Mark X pour servir en tant qu'appareil d'entrainement; Cependant, le museum réinstalla la tourelle pour retrouver la configuration initale de variante Mark X.
Vickers Wellington Mk.IC RAF Serial L7842 capturé et testé par la Luftwaffe, probablement au centre de test de Rechlin en 1941. Le L7842 fut capturé le 6 Fevrier 1941 alors qu'il participait à une mission avec le No. 311 Squadron, RAF, au dessus de Boulogne (France).