La force aérienne alliée à Dieppe était constituée de 74 escadrilles, dont cinq escadrilles polonaises : la 302, 303, 306, 308 et 317. L’objectif de l’aviation était d’occuper la Luftwaffe allemande et de supporter l’opération sur terre avec des tirs de soutien. Pour les escadrilles polonaises, constituées entièrement d’avions de chasse, l’objectif était d’attaquer directement les bombardiers allemands qui s’en prendraient à la marine britannique : les Junkers Ju 88 et les Dornier Do 217, principalement.

Les escadrilles polonaises firent 4 sorties en total, durant le raid. Subissant très peu de pertes en total, les pilotes polonais se distinguèrent par leur prouesse. Durant celles-ci, les pilotes s’engagèrent beaucoup contre des Focke-Wulf Fw 190, les chasseurs allemands, et menèrent plusieurs combats aériens rapprochés. L’escadrille 303, par exemple, répertoria avoir abattu plus d’une quinzaine d’avions allemands et perdit seulement un pilote.

Malgré la participation de l’aviation polonaise, la bataille aérienne menée à Dieppe, la plus grosse de toute la guerre, n’eut pas d’effets dévastateurs contre la Luftwaffe qui put renflouer ses pertes rapidement. Cependant, les pertes alliées furent beaucoup moins importantes qu’estimées par les généraux et prouvèrent que l’aviation alliée pouvait gagner une guerre d’attrition contre les Allemands.

Seul un représentant de la marine polonaise fut présent durant le raid de Dieppe : le destroyer de classe Hunt ORP Ślązak. Durant le raid, le Ślązak était inclus dans le groupe 5 de la marine britannique et accompagnait le commando no. 3 qui devait débarquer à Berneval, à l’est de Dieppe. Durant la traversée nocturne, le groupe de navires rencontra par hasard un convoi allemand et ruina l’effet de surprise pour les troupes d’assaut à l’est. Si de courts combats eurent lieu entre le groupe et le convoi allemand, les marins du polonais n’en furent pas alertés. En effet, au beau milieu de la nuit, il était difficile de déterminer d’où provenaient les tirs et les officiers du Ślązak ont supposé qu’ils venaient de la plage.

Commandé par le capitaine Romuald Nalecz-Tyminski, le Ślązak approcha de la plage et protégea les navires de débarquement sur un premier temps. Cependant, à mesure que le raid se déroulait, il était évident que les Alliés allaient devoir se retirer. Sous le tir nourri des défenseurs allemands, le capitaine Nalecz-Tyminski ordonna alors d’approcher le destroyer près de la plage de sorte à recueillir le plus de soldats possible. Défiant directement les ordres de la marine de ne pas approcher les destroyers trop près des tirs allemands allemands, le capitaine polonais jugeait plus important de sauver les hommes sur la plage. Ainsi, plus de 85 soldats canadiens purent embarquer sur le navire et retourner en Grande-Bretagne.