Bowen va aux États-Unis avec la mission Tizard en 1940, et aide à lancer les avancées formidables du radar à micro-ondes comme arme. Bowen rend visite aux divers laboratoires américains et leur raconte ses études sur le radar aéroporté et organise des démonstrations. Il a été capable d'emporter un des tous premiers exemplaires du magnétron à cavité. Avec une vitesse remarquable, les militaires américains montent un laboratoire spécial, le Radiation Laboratory (= Laboratoire du rayonnement) au MIT pour le développement du radar centimétrique, et Bowen travaille de près avec eux sur leur programme, écrivant les premières spécifications pour le premier système. Le premier radar expérimental aéroporté de 10 cm américain est testé avec Bowen à bord en mars 1941, seulement 7 mois après l'arrivée de la mission Tizard.
La mission Tizard a eu beaucoup de succès, et ce, presqu'entièrement à cause de l'information fournie par Bowen. Elle a aidé à établir l'alliance entre les États-Unis et la Grande-Bretagne plus d'un an avant que les Américains n'entrent en guerre. Le succès de la collaboration sur le radar a aidé à monter des voies de communication qui ont aidé les autres transferts de technologie vers les États-Unis, tels que le moteur à réaction et la physique nucléaire.
A la déclaration de guerre, l'unité de Bowen est déménagée à St Athan. Une des premières choses qu'il y fait est d'essayer de détecter un sous-marin par radar. A ce moment, le magnétron à cavité a été amélioré par Sir John Randall et Harry Boot, ce qui fait du radar aéroporté un outil puissant. En décembre 1940, des avions opérationnels détectent les sous-marins à plus de 15 milles (24 km). Cette technologie aura un effet majeur pour la victoire dans la bataille de l'Atlantique, et finira par rendre possible l'accumulation des forces par voie de mer au débarquement de Normandie.
Les développements continuent pour l'interception aérienne, et un radar avec un faisceau tournant étroit et un indicateur de position dans le plan est mis au point et utilisé par la RAF pour diriger la chasse en octobre 1940. Des versions primitives du radar aéroporté sont montées sur des Bristol Blenheim, mais elles ont des portées minimale et maximale limitées. Cependant, aux mains d'équipages expérimentés, les versions ultérieures de 1941 sont remarquablement efficaces, et pour les durs raids de 1941, les chasseurs équipés de radars sont la principale arme de défense aérienne de nuit. En mai 1941, plus de 100 avions ennemis sont détruits la nuit au radar, à comparer aux 30 détruits par les batteries de DCA.
En 1941, le Commandement côtier de la RAF utilise pour les patrouilles anti-sous-marines environ 110 avions munis de radars. Ceci accroît la détection des sous-marins de jour comme de nuit. Cependant, très peu de ces attaques conduisent à une destruction, jusqu'à l'introduction à la mi-1942 de projecteurs puissants (22 Mcd), de 61 cm de diamètre (Leigh light), qui éclairent le sous-marin. Le résultat est que les sous-marins doivent alors recharger leurs batteries le jour, pour pouvoir au moins voir arriver les avions. Le radar et la Leigh light diminuent considérablement les pertes en bateaux des Alliés.
Les radars centimétriques comme le radar H2S accroissent beaucoup la précision des bombardiers alliés utilisés dans la campagne de bombardements stratégiques. Les radars centimétriques de conduite de tir sont bien plus précis que ceux de technologie plus ancienne. Ils rendent les gros navires de combat alliés plus dangereux et les nouvelles fusées de proximité rendent aussi les canons de défense aérienne bien plus dangereux pour les avions qui attaquent. On estime que les batteries anti-aériennes situées le long des couloirs de vol des bombes volantes allemandes V-1 ont détruit beaucoup de ces bombes volantes avant qu'elles n'atteignent leur cible.