El primer Lancaster de serie fue el L7527 que volo en Octubre 31 de 1941 con motores Merlin XX de 1280hp,  con un peso bruto de 27216kg. La torreta dorsal habia adquirido un aspecto diferente con la adopcion de un carenado envolvente aerodinamico, esto hacia que cuando las dos ametralladoras apuntasen hacia proa o popa quedasen desenfiladas con respecto al avion para no dañarlo al disparar y una nueva torreta de cola, Frazer-Nash FN.30.  Para 1942 se conformo el Grupo de Produccion Lancaster, con factorias secretas en el hoy aeropuerto de Leeds, Langar, Nottingham, Metrovick, Armstrong Whitworth, Coventry, Vickers Armstrongs y Hawarden (Chester);  en 1944 se entregaban 293 aparatos por mes mas repuestos y aviones reparados. El primer Lancaster de la RAF se entrego en Septiembre de 1941 al Ecuadron 44ª (Rhodesia),  su primera mision fue el minado del puerto de Heligoland,  la noche del 3 de Marzo de 1942. El 17 de Abril de 1942 doce  Lancaster de los Escuadrones 44 y 97 atravesaron Alemania a baja cota y lanzaron bombas sobre la factoria de MAN en Ausburgo, en esta mision cayeron 7 aviones. A partir de alli empezaron a operar de noche incorporando mejoras como el radar cartografico H2S en un carenado transparente bajo el fuselaje, la ayuda  a la navegacion Gee y en 1944 la Gee-H.
 

Gracias a la especificacion inicial que pedia la posibilidad de llevar  torpedos, la bodega de bombas era amplia;  esto hizo posible que el Lancaster  transportara la cookie de 1.814 kg (mas una docena de incendiarias),  la de 3.629 kg,  la de 5.443 kg,  la bomba de penetracion profunda de 5.443kg con la cual se hundio el buque aleman Tirpitz  y la Grand Slam de 9.979kg destinada a romper las presas alemanas. Los Lancaster se acondicionaron para realizar misiones dambuster , estas consistian en utilizar un Lancaster con el vientre recortado para lanzar la bomba desarrollada por el Ing Wallis parecida a un barril de 4.196 kg, era accionada por un motor de 500rpm, lanzada a 400km/h y 18m de altura a una distancia de 370 a 410m de la presa que se queria destruir. Los aparatos dambuster eran denominados Mk III Special, siendo realmente Mk I con motores Packard y morro modificado. Hacia finales de 1943 se empezaron a utilizar palas de helice de cuerda ancha, lo cual mejoraba las prestaciones en despegue y trepada; se añadio el radar Monica, pero pronto se retiro pues esto los hacia visibles electronicamente al caza Ju 88 . A finales de 1944 se instalo una torreta dorsal con dos Browning 12,7 para defender al avion de ataques por la parte de abajo de  la caza nocturna alemana.  Las ultimas variantes de la guera eran la Mk I (FE) y Mk VII (FE) asignadas a la Tiger Force en el Lejano Oriente para ser utilizadas contra el Japon. El ultimo Lancaster entregado fue un Mk I (FE) (TW910), suministrado por Armstrong Whitworth el 2 de Febrero de 1946.  Para esa fecha el total de unidades construidas en todas las variantes era de 7.377 unidades.