La 303 escadrille de chasse est formée le 2 août 1940, pour être opérationnelle le 31 août, avec 21 pilotes dont 13 officiers, et 135 techniciens polonais pour l’équipe au sol. Au départ, les officiers parlant anglais sont nommés aux postes principaux, dont les chefs de bord, car la RAF pensait que les pilotes polonais ne connaissait pas encore les commandements, procédures et l’entraînement de la RAF. Le nom de Kosciuszko a été choisi en référence à la célèbre escadrille Kosciuszko de l’armée polonaise, qui s’est illustrée durant la guerre russo-polonaise en 1920. Certains membres de l’escadrille 303 ont également combattu dans l’escadrille de Kosciuszko. D’autres unités ont été appelées 7, 121 et 111 escadrilles de chasse polonaise. Plus tard, d'autres unités de l'Armée de l'Air ont été retitrées les 7, 121 et 111 escadrilles de l'Armée de l'air polonaise.
Le 30 août 1940, l’escadrille remporte sa première victoire bien qu’officiellement non-opérationnelle, contre un bombardier Do-17Z allemand. Par la suite, la 303 escadrille accumule le plus grand nombre de victoires revendiquées (par le nombre d’avions ennemis abattus) des 66 escadrilles de chasse engagées dans la bataille d’Angleterre, bien qu’elle ait rejoint le combat tardivement, en commençant à voler deux mois après le début de la bataille. Ces victoires sont dues à des années d’entraînement extensif et rigoureux dans les années précédant la guerre des vétérans polonais ; la plupart des pilotes de la RAF étaient jetés dans la bataille plus jeunes et bien plus inexpérimentés. Dans ses sept premiers jours de combat, l’escadrille abat près de quarante avions ennemis. Elle devient une légende de la bataille d’Angleterre, et ses pilotes sont surnommés les "glamour boys of England". Retirée de la bataille pour prendre du repos le 11 octobre, l’escadrille a abattu 126 ennemis en six semaines. Cependant, ses pertes sont lourdes : 18 Hurricanes, 7 pilotes morts et 5 gravement blessés.
De 1941 à 1943, les pilotes de la 303 volent en vastes formations de combat et participent aux offensives sur le nord-ouest de l’Europe sur divers modèles de Spitfire. Lors du raid sur Dieppe, la 303 devient l’escadrille comptabilisant le plus grand nombre de victoires de toutes les escadrilles alliées. Le 11 avril 1942, lors d’un concours aérien au sein du 11 groupe aérien de la RAF, les trois escadrilles polonaises en compétition — 303, 316 et 315 — prennent les trois premières places devant 19 autres escadrilles, la 303 étant première avec une très large avance. Après le Jour J, l’escadrille est basée à Coltishall pour des opérations sur la Hollande. Elle est équipée de Mustangs P-51 en avril 1945.
La 303 escadrille "Kościuszko" a été la plus efficace des escadrilles polonaises de la Seconde Guerre mondiale. Ses pilotes ont été les seuls représentants de l’armée polonaise invités à la parade de la victoire à Londres en 1946 : ils refusèrent, car aucune autre unité polonaise ne fut invitée. Depuis la fin de la guerre, le moral de l’escadrille baissait, à cause de l’attitude des Alliés envers les Polonais, et l’escadrille est dissoute en décembre 1946.