Летом 1940 года один из прототипов новой машины поступил в разведывательное подразделение и сразу же включился в разведывательные полеты над Англией. В первом полете разведчик достиг высоты 12 500 метров и вернулся обратно не обнаруженным. А в январе 1941 года «Испытательный центр высотных самолетов» получил первый высотный бомбардировщик, который с августа начал бомбить цели в Великобритании. На Крит были переброшены несколько Ju-86, которые наблюдали за ситуацией в Средиземноморье.
Англичане пытались перехватить и сбить новые самолеты, однако поначалу это им не удавалось. Первый успех пришел только 24 августа 1942 года, когда с базы на Абукирке на перехват вылетел специально облегченный «Спитфайр». По воспоминаниям пилота, он видел под собой Средиземное море, как на карте. На высоте 12 800 метров «Спитфайр» догнал немца севернее Каира. Атака была удачной.
Немцы поспешно установили на разведчике задний неподвижный пулемет, но англичанам все же удалось сбить еще две машины.
Бороться с высотными бомбардировщиками Ju-86P-1, которые регулярно сбрасывали бомбы на английские города, оказалось труднее. Тогда англичане спешно сделали «Спитфайр» с герметичной кабиной и крылом увеличенной площади. Тем не менее лишь один такой «Спитфайр» смог открыть огонь по находящемуся над ним «Юнкерсу», но после этого тут же свалился вниз. Территорию Англии немцы бомбили до сентября 1942 года.
В 1942 году немцы увеличили площадь крыла и установили более мощные двигатели, Jumo 207B-3 с впрыском закиси азота. Самолет, который был назван Ju-86R, поднимался на высоту до 14 400 метров, а дополнительное топливо позволяло ему летать до семи часов. И этот самолет в серию пошел в двух вариантах: Ju-86R-R-1 — разведчик и Ju-86R-R-2 — бомбардировщик. Планировалось выпускать более высотный Ju-86R-3 и исследовательский четырехмоторный Ju-186...
История советских высотных самолетов была следующей.
В январе 1931 года для разработки аппаратов, способных подниматься в стратосферу, при ЦАГИ было организовано Бюро особых конструкций — БОК. Возглавил его выпускник Военно-воздушной академии имени Н.Е. Жуковского В.А. Чижевский. Первой задачей для только что созданного бюро стало создание герметических кабин, в которых бы могли находиться люди на большой высоте. Довольно скоро в Бюро особых конструкций была разработана герметическая гондола для стратостата «СССР». В 1933 году этот стратостат совершил полет на рекордную высоту 19 километров. Это было первым шагом к созданию герметичных кабин для самолетов. Выступая в 1934 году на Всесоюзной конференции по изучению атмосферы, Чижевский сформулировал основные требования к высотному самолету с герметичной кабиной и предложил проект самолета БОК-1. В начале 30-х активно обсуждалось, какой характер будет носить будущая война, и одна из теорий предполагала бои в стратосфере. Чижевский писал: «Если предположить, что авиация противника будет обладать стратопланами, могущими совершать полеты на высоте 12 000 метров с дальностью 2000 километров, хотя бы в количестве 100 штук, то это значит, что эти 100 самолетов в любое время дня и ночи и при любых атмосферных условиях, господствующих в стратосфере, пользуясь благоприятной обстановкой, ориентируясь по Солнцу и звездам, незаметно и беспрепятственно проникнут на нашу территорию и с точностью, достаточной для нападения, сбросят в наши крупные промышленные центры тонны фугасных, зажигательных и отравляющих бомб. Противопоставить что-либо такому нападению в настоящий момент мы не можем... Нам необходима, в свою очередь, сильная и еще более высотная авиация, могущая не только производить бомбометание, но и выдерживать сложный бой в стратосфере, бой на дальних дистанциях, бой сосредоточенного огня, бой, ведущийся из герметических кабин...»
БОК-1 создавался на базе рекордного РД, но с трехместной гермокабиной. Для удаления углекислого газа и влаги использовались специальные поглотители, а кислород подавали из баллона.
13 декабря 1935 года БОК-1 с герметичной кабиной впервые поднялся в воздух. Хотя на большой высоте температура воздуха достигала минус 50 градусов, в кабине было очень жарко. Первые полеты выявили ряд трудностей: не давала нужного давления маслосистема двигателя, нередко из-за слишком больших оборотов разрушались турбокомпрессоры.
28 августа 1937 года летчик-испытатель НИИ ВВС П.М. Стефановский и его помощник смогли подняться на высоту 14100 метров. Полеты БОК-1 показали, что для высотного самолета необходима вентилируемая гермокабина, в которой состав воздуха регулировался бы автоматически.