研發
1941年1月9日，英國空軍BT308號原型機，裝四台Merlin X發動機，使用Manchester的標準機身，在試飛員Roy Dodson的駕駛下升空。試飛證明：飛機的性能大幅度提高，尤其是在航程、升限、載彈量方面是Manchester所不能比擬的。5月，第二架原型機DG595試飛，增加了一對機身中部射擊孔和一個腹部炮塔；將雙垂尾的面積加大，取消了Manchester的中央垂尾；發動機使用Merlin XX(1280hp)。試飛後正式定名為蘭開斯特轟炸機，開始大規模製造。戰果
首個裝備蘭開斯特轟炸機的是44中隊。1942年3月3日第一次參加轟炸Heligoland Bight礦山，然後參加1942年3-6月間對德國魯爾區的埃森、科隆、杜伊斯堡、杜塞道夫的夜間照明轟炸，特別是對科隆、埃森、不萊梅的3次“千機大轟炸”，是戰爭史上的首次。據資料記載：5月30日夜對科隆的轟炸，一次出動飛機1046架，投彈1455噸，歷時90分鐘，其中有2/3為燃燒彈，科隆全城40公頃的地區被夷為平地，486人死亡，5027人受傷，14萬人無家可歸。這是英國人將目標轟炸改為面積轟炸後效果最明顯的一次。但它的意義不在於取得的這些物質效果，也不在於對德國民心士氣打擊的效果，它標誌著英國對德國進行大規模轟炸的開始，迫使德國處在複雜的戰線上作戰。德國必需加強本土的防空力量，使空軍力量的使用極度分散，顧此失彼。從此，蘭開斯特轟炸機成為英國空軍轟炸機部隊的中堅力量，參加了英國對德國的單獨戰略轟炸、英國和美國聯合對德國的戰略轟炸。各型一共生產7377架(也有8095架之說，含加拿大生產的430架)，在戰鬥中損失3498架，總計投彈604612噸，51513105枚燃燒彈，1200枚水雷。戰鬥中損失24486名機組人員(亡、傷、被俘)。戰後的統計結果證明蘭開斯特轟炸機確實是RAF最有效的飛機，蘭開斯特轟炸機每投下132噸炸彈損失一架，而Halifax和Stirling分別投下56噸或41噸就要損失一架。
蘭開斯特轟炸機對於英國人來說和B-17在美國人心中的地位一樣。當每天傍晚，龐大的蘭開斯特轟炸機群發出巨大的轟鳴掠過英國上空，將死亡和恐懼帶往第三帝國的中心地帶，對於英國人民是巨大的精神鼓舞。
蘭開斯特轟炸機最著名的戰例是攻擊德國魯爾地區的水壩和攻擊德國戰列艦Tirpitz(蒂爾比茲號)。
改進
戰爭期間曾經進行過一些改型，機身幾乎沒有變化，主要是發動機裝備的型號有所不同，主要改型為MK I/II/III和加拿大生產的Mk X。MK I 裝Merlin XX發動機
MK II 由於Merlin 發動機的緊缺，裝Bristol Hercules VI(大力神)氣冷發動機，單台1650hp。製造300架。
MK VI 裝Merlin 85/87發動機，僅生產10架。
MK VII 裝Merlin24發動機(1620hp)，原為從遠東基地轟炸日本而設計。
MK B1 專門修改炸彈艙設計，可攜帶一枚9988KG的Grand Slam巨型炸彈。
其他改型生產量很少。
除了戰爭時期的戰鬥任務外，蘭開斯特轟炸機至少執行過兩次和平任務：1945年5月德國投降後，德國完全沒有糧食供應，英國空軍動用蘭開斯特轟炸機向德國饑民空投了6684噸緊急救援食品；在德國投降後24天內飛行2900架次，將74000名英國戰俘運回英國。
戰後服役
戰後，RAF使用該機到1956年，加拿大空軍則使用到1959年。也做為剩餘物資賣給阿根廷、埃及、法國空軍。隨著戰爭之後的和平時代來臨，一些飛機改進後裝備給部署在緬甸的“猛虎隊”。同時，另一有些於1946年裝上了照相偵察設備，隨同第152轟炸機中隊和第82轟炸機中隊間服役於東部、中非和西部非洲。還有一些“蘭開斯特”式轟炸機改裝後執行海空救援任務。隸屬於空軍海防總隊的“蘭開斯特”以馬爾他為基地，到1954年2月最後一架飛機返回本土之前，一直執行海上偵察飛行任務。但是一架編號為RF325的“蘭開斯特”MR3型飛機卻持續飛行到1956年10月15日，完成了最後一次飛行任務。
但是這並沒有意味著“蘭開斯特”故事的終結。相當數量的“蘭開斯特”10型轟炸機服役於加拿大空軍，執行各種各樣的任務，包括空中測量、海空救援和海上偵察。在加拿大，“蘭開斯特”一直服役到1964年4月1日，實在令人驚奇。其它的“蘭開斯特”外國用戶包括阿根廷(15架經過翻新過的)和法國，共有54架“蘭開斯特”服役於法國海軍。
儘管生產數量巨大，時到今日只有兩架還能飛行的“蘭開斯特”保存下來。PA474的“蘭開斯特”是最愛歡迎的不列顛戰役紀念飛行器，編號FM123的“蘭開斯特”由加拿大軍用飛機博物館提供的零部件組裝而成，1988年完成了重建後的第一次飛行。
性能數據
英國空軍蘭開斯特轟炸機基本數據：長度：69 英尺 4 英寸（21.08m）
翼展：102 英尺（31.00m）
機高：20 英尺 6 英寸（6.23m）
最大速度：每小時 287 英里（462 公里）
巡航速度：每小時 200 英里（322 公里）
升限：19,000 英尺（5,793 米）
航程：載彈 7,000 磅（3,178 公斤）時 2,530 英里（4,072 公里）
動力裝置：四台羅爾斯．羅依斯“梅林”20、22 或 24 發動機，單台功率 1,280 馬力
載 彈 量：內部彈艙載彈 22,000 磅。後期型號可運載單顆 8,000 磅（3,632 公斤）、12,000 磅（5,448 公斤 ）或 22,000 磅（9,988 公斤）高爆炸彈用於執行特殊任務。
自衛武器：機頭炮塔安裝兩挺 0.303 英寸口徑布朗寧機槍，機身背部炮塔安裝兩挺 0.303 英寸口徑布朗寧機槍，機尾炮塔安裝四挺 0.303 英寸口徑布朗寧機槍。早期型號在機腹炮塔安裝有一挺 0.303 英寸口徑布朗寧機槍。
外形特徵：厚蒙皮硬殼式機身，機身上部蒙皮經過加固。機頭、機尾和後機身上部安裝有自衛機槍炮塔。雙垂直尾翼安裝在較低的水平尾翼兩端。主起落架可回收到內側引擎艙的後部。
