В ноябре 1939 г. на бомбардировщике "Веллингтон" IA в порядке эксперимента установили оборудование для подрыва магнитных донных мин. Первый полет переоборудованная машина совершила 21 декабря 1939 г. Переделка бомбардировщиков в самолеты-тральщики осуществлялась на заводе "Ролласонс" в Кройдоне и авирембазах ВВС на Ближнем Востоке (с поставкой комплектующих из Англии). Всего подобным образом доработано более 20 экз.

Начиная с 1941 г. Веллингтон стал использоваться в качестве самолета дистанционного разминирования. Установленное на Мк. 1А оборудование генерировало магнитное поле, эквивалентное магнитному полю корабля. Это вызывало подрыв немецких донных магнитных мин, в большом количестве сброшенных германской авиацией в прибрежных водах, акваториях портов и на речных фарватерах. Оборонительное вооружение состояло из единственного пулемета Виккерс "К" для защиты верхней полусферы. Испытания новой системы успешно прошли на полигоне и самолет, опоясанный токопроводящим кольцом 15,55 м в диаметре, начал освобождать от мин важные фарватеры у побережья Великобритании. На этой модификации, обозначенной DW1 Мк. 1, стоял фордовский двигатель, соединенный с 35 кв генератором. Вскоре была разработана новая версия воздушного тральщика: DW1 Мк.II с несколько более мощным генератором и уменьшенным до 14,63 м диаметром токопроводящего кольца. Этот вариант с большим успехом использовался при разминировании летом 1941 г. Суэцкого канала и средиземноморских гаваней. Когда войска союзников захватили итальянские порты, то использовали Веллингтоны DW1 для очистки гаваней от собственных мин.

С января 1940 г. "Веллингтон" начал применяться как патрульно-противолодочный самолет. Для этих целей первоначально использовались бомбардировщики модификаций 1С, III и X без какого-либо переоборудования. В декабре 1941 г. партия самолетов "Веллингтон" 1С была переделана в торпедоносцы (с внутренней подвеской двух торпед по 750 или 970 кг). В феврале 1941 г. был испытан опытный образец патрульно-противолодочного самолета с РЛС и импульсным прожектором "Ли лайт" на базе бомбардировщика модели 1С. С весны 1942 г. начата постройка специальных модификаций для морской авиации на заводах "Виккерс" в Уэйбридже, Блэкпуле и Честере. Всего было изготовлено 2317 "веллингтонов" подобного назначения.

Морские варианты "Веллингтона" состояли на вооружении Берегового командования британских ВВС с весны 1942 г., южноафриканских ВВС - с апреля 1943 г.Морские варианты "Веллингтона" состояли на вооружении только в Англии.

Впервые "веллингтоны" -торпедоносцы были применены в Средиземном море в конце декабря 1941 г. (базировались на Мальте). Потопили ряд транспортов противника. Впоследствии торпедоносцы GR.XI успешно использовались в ночных атаках у Эгейских о-вов осенью 1943 г.

Противолодочные варианты начали патрулирование Северного моря с мая 1942 г. В июне того же года была произведена первая атака на подводную лодку, обнаруженную с помощью прожектора "Ли лайт", первую субмарину потопили 6 июля. Далее "веллингтоны" -охотники за подводными лодками разместили в Гибралтаре, на Сицилии, в Южной Италии, Адене, а с октября 1942 г. - на Дальнем Востоке. Ими было потоплено значительное количество субмарин стран "оси".

Тральщики магнитных мин работали у побережья Великобритании, на подходах к портам в Средиземном море и на Суэцком канале.

Южноафриканские "веллингтоны" патрулировали Атлантический океан с различных баз в Западной Африке, от Дакара до устья реки Конго.

Самолет сняли с производства в октябре 1945 г. В Южной Африке его сняли с вооружения в июне того же года. В Великобритании в учебных целях противолодочные "веллингтоны" применялись до марта 1953 г.