С самого начала развертывания системы ПВО подавляющее большинство огневых средств зенитной артиллерии находилось в ведении люфтваффе. Организационно они подчинялись авиационным округам. По итогам польской кампании началась реорганизация ПВО, призванная обеспечить более тесное взаимодействие с сухопутными частями в наступлении. Началось формирование зенитных корпусов, а впоследствии — бригад и дивизий. К примеру, созданный в октябре 1939 г. на базе частей 3-го авиационного округа 1-й корпус зенитной артиллерии имел в своем составе три зенитных артполка — 101-й, 102-й и 104-й, — а также два прожекторных дивизиона. 101-й полк был придан 12-й полевой армии, 102-й — танковой группе фон Клейста, а 104-й — 16-й полевой армии. Дивизионы прожекторов взаимодействовали со 10-м и 104-м полками.
В типовом варианте зенитный артполк имел четыре дивизиона — три тяжелых и легкий. В тяжелом дивизионе было две батареи по 4 88-мм и три 20-мм зенитка, а также батарея с 12-ю 20-мм пушками. Легкий дивизион имел две батареи с 12-ю 20-мм зенитками. Третья его батарея была вооружена либо 37-мм зенитками (9 пушек), либо 20-мм счетверенными установками (восемь единиц).
Зенитные части, приданные сухопутным войскам, сохраняли двойное подчинение. Например, 1-й корпус зенитной артиллерии в административном отношении подчинялся командованию 3-го воздушного флота, а в оперативном — сухопутным войскам. Подобное положение вещей могло стать источником потенциальных конфликтов между сухопутным и авиационным командованиями. Однако маршал Кессельринг в своих мемуарах отмечает, что такие конфликты никогда не возникали, поскольку авиаторы охотно «делились» с армейцами зенитными частями. Вероятно, в этом утверждении есть определенная доля предвзятости — ведь Кессельринг принадлежал к командованию люфтваффе. Но подобная система двойного подчинения просуществовала всю войну.
После завершения кампании корпуса зенитной артиллерии были разукрупнены в бригады. Например, на базе частей 1-го корпуса были сформированы 1-я и 2-я бригады зенитной артиллерии. Но при подготовке к операции «Барбаросса» корпуса восстановили. Вновь сформированный 1-й корпус зенитной артиллерии сосредоточили в районе Варшавы, а затем придали 2-й танковой группе, воевавшей в составе группы армий «Центр». В июне 1941 г. корпус располагал лишь двумя полками — 101-м и 104-м, но и для них главной задачей было отнюдь не ПВО, а поражение наземных целей, прежде всего, бронированных. Характерно, что к концу 1941 г. 1-й корпус зенитной артиллерии записал на свой счет 314 сбитых самолетов и целых 3000 уничтоженных танков!
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.