7月19日,英军发现敌军身影。7月20日,英军为了获得有利风向,调整航线。
7月21日,双方开始正式交火。一天打下来,双方无一艘船被击沉。不过西班牙有两艘船因为相撞,被遗弃了。夜幕降临后,弗朗西斯·德雷克不改海盗本色,悄悄的又回去抢劫西班牙遗弃的这两艘船,抢走了大量的火药和黄金。
7月22日,双方修整一天。7月23日,双方再次开战。西班牙舰队企图接近英舰,开展接舷战,但英舰小而灵活,西班牙无法达成目标。为了避开浅滩,西班牙舰队只好返回公海,决定驶向加莱(今属法国)修整。
7月27日,西班牙舰队在加莱附近以密集的新月形防御队形停泊,却被荷兰海军的30艘飞艇骚扰。因为荷兰的舰队游弋在浅水区,西班牙的大型舰队不敢过去,只能郁闷生气。
7月28日,德雷克命人点燃了8艘火船,冲向西班牙的密集型防御阵。西班牙人大惊,连忙躲避。虽然英国人没有烧毁西班牙任何一艘船,但西班牙阵型已乱。阿隆索只能撤到弗兰德斯的格瑞福兰(今属法国)重新集结舰队。
英军决定在格瑞福兰发起总攻。德雷克率领的英国舰队顺风向西班牙舰队发动攻击。此时英国长程火炮比西班牙多出三倍,英军肆意向敌人倾泻弹药,炮火空前猛烈。直到8小时后,英军耗尽弹药,才主动撤退。
格瑞福兰海战
战后,西班牙人清点战况,发现五艘战舰消失,另有大量船只损坏。无敌舰队的士气开始崩溃,有的舰只开始有了脱离队列向英国人投降或者擅自逃离的意图。阿隆索不得不逮捕了好几名舰长以做效尤。
西班牙舰队召开的最后一次作战会议中,舰长们一致同意:因为风向不利,舰队只能深入北海,绕道不列颠岛北端,穿过设德兰群岛进入大西洋,然后沿着爱尔兰西海岸返回西班牙的拉科鲁尼亚。但是他们低估了大西洋高纬度地区的威力,阿隆索乐观地认为无敌舰队将会顺利地回到西班牙,然后来年再重返英吉利海峡。但是,双方指挥官都不知道的是,狂暴的大自然将完成英国舰队没有完成的使命。
西班牙舰队乘着风势,开始向北逃亡,英舰为了避免西班牙人登陆英国北部地区,更是紧追不放,不断以炮火攻击西班牙舰队。屋漏偏逢连夜雨,逃命的西班牙舰队又在海上接连遇上了低温、浓雾、以及大风暴!舰队已经完全分散开来,许多船只迷失方向,被风吹到岸边搁浅,却被当地人俘虏,交给英军。还有一些船只则被风暴摧毁,永沉大西洋海底。