В конце 1941 г. командование люфтваффе приступило к созданию зенитных артиллерийских дивизий. Такие соединения формировались и проходили боевую подготовку на территории рейха либо оккупированных стран, а затем отправлялись на фронт. Таким образом, к маю 1942 г. в составе 1-го корпуса зенитной артиллерии вместо двух полков, с которыми он начал боевые действия, было уже четыре дивизии — 9-я, 10-я, 15-я и 17-я. К тому времени корпус передали в состав группы армий «Юг», а его дивизии были распределены между входящими в эту группу армиями. В частности, 6-я армия генерала Паулюса получила 9-ю зенитную артиллерийскую дивизию. Части этой дивизии приняли участие в уличных боях в Сталинграде, а в начале 1943 г. были уничтожены в сталинградском «котле» вместе с остальными соединениями 6-й армии. Сам же 1-й корпус с боями отступал через территорию Украины и Польши, пока его остатки не были уничтожены в Силезии.
Две зенитные артиллерийские дивизии — 19-я и 20-я — были направлены в Северную Африку. Здесь они подчинялись в административном отношении авиационному корпусу «Тунис», а в оперативном одна из них взаимодействовала с германской 5-й танковой армией, а другая — с итало-германской танковой армией. На эти соединения зенитной артиллерии, кроме прикрытия полевых войск, возлагалась и задача ПВО североафриканских портов.
Естественно, на фронте оказались далеко не все соединения зенитной артиллерии. Значительная их часть обеспечивала ПВО территории рейха — как, например, 1-я дивизия зенитной артиллерии, вплоть до конца войны прикрывавшая с воздуха берлин. Впрочем, с февраля 1945 г. части этой дивизии также были брошены на наземный фронт.
Весьма интересным моментом в организации ПВО рейха стало создание крупных соединений зенитных прожекторов. В июле и сентябре 1940 г. были сформированы 1-я и 2-я бригады зенитных прожекторов, в августе следующего года развернутые в дивизии. Каждая прожекторная дивизия включала четыре полка. Обе прожекторные дивизии развернули на так называемой «линии Каммхубера», названной по имени генерала — командующего ночной истребительной авиацией люфтваффе. Линия эта находилась на пути следования стратегических бомбардировщиков союзников с Британских островов к целям на территории Германии и простиралась от Брюсселя через Бремен и Гамбург до Кёльна. При этом полки 1-й дивизии были дислоцированы в Бельгии и Нидерландах, а 2-й — в северной Германии. Главной их задачей стало взаимодействие с истребителями, действовавшими на этой линии, в то время, как основные силы зенитной артиллерии были сосредоточены за ней, прикрывая Рурский бассейн и другие важные промышленные центры и крупные города. Развитие технических средств обнаружения воздушных целей привело к тому, что в июле 1942 г. обе прожекторные дивизии расформировали, а их части включили в состав дивизий и корпусов зенитной артиллерии. На «линии Каммхубера» функции обнаружения целей взяли на себя радиолокаторы — сначала типа «Фрейя», а затем — более совершенные «Вюрцбург».