进入16世纪后，英国已经通过庞大的殖民地领地和海盗劫掠，这时他已经拥有了向西班牙挑战的实力。
此时，西班牙帝国势力已经遍布西半球，垄断了许多地区的贸易，其殖民势力范围遍及欧、美、非，亚四大洲。据统计，公元1545—1560年间，西班牙海军从海外运回的黄金即达5500千克，白银达24.6万千克。到16世纪末，世界贵重金属开采中的83％为西班牙所得。自然，西班牙为了保障其海上交通线的畅通和其海外殖民地安全也建立了一支拥有100多艘战舰，3000余门大炮，数以万计士兵的强大海上舰队。
西班牙与英国的矛盾实际上早已矛盾重重，英国的扩张不断侵蚀西班牙的利益，尤其是英国针对西班牙的海上劫掠导致西班牙损失巨大，因此西班牙早已对英国感到愤怒。但直到此时西班牙国王腓力二世除了一方面扩充海军，一方面却尽力希望能不付诸战争。他起先是寄希望于英国信奉天主教的苏格兰女王玛丽（西班牙是天主教的中流砥柱），为此，他在英国策划了一起又一起颠覆活动。然而时运不济的玛丽女王由于1568的苏格兰发生叛乱却逃到了英格兰，竟然愚蠢地希望能得到伊丽莎白一世的庇护，这无疑是自投罗网，伊丽莎白一世毫不犹豫地囚禁了玛丽女王，把她送进了伦敦塔。玛丽女王不甘心就此罢休，她仍然继续与西班牙不断密谋推翻伊丽莎白一世，结果忍无可忍的伊丽莎白一世终于处死了玛丽，这终于使腓力二世决定武力征服英国。
此时，西班牙已经打造了一支当时世界上最为强大的舰队——“无敌舰队”，而英国则根本没有什么像样的舰队可言，但英国却拥有一支庞大的“海盗舰队”，这就是英国著名的海盗德雷克、霍金斯和雷利，他们在数量上不仅可以与无敌舰队相当，而且由于他们经年累月与西班牙舰队在海上周旋，他们都是经验丰富的海上战士。
1588年5月末，西班牙“无敌舰队”从里斯本扬帆出航，踏上了远征英国的航程。这时“无敌舰队”共有舰船134艘，船员和水手8000多人，摇桨奴隶2000多人，船上满载2.1万名步兵。显然，腓力二世仍然在继续运用传统接舷战，他要发挥西班牙步兵的优势，另一方面，他也对舰队的胜利几乎不存疑问，他最终目的是要登陆伦敦，用武力废黜伊丽莎白一世。英国方面做了迎击准备，由霍华德勋爵任统帅，德雷克任副帅。此时英国共有征集了100多艘战舰，其中为数不少就是西班牙的老对手——英国海盗战舰。英国战舰上载有作战人员9000多人，全是船员和水手，没有步兵。西班牙舰队为大型远洋战舰，而英国的战舰较小，就总体远洋作战性能上不如西班牙，但船体较小的英国海盗战舰速度快、机动性强，而且火炮数量多、射程远。这种战舰既可以躲开西班牙射程不远的重型炮弹的轰击，又可以在远距离对敌舰开炮，以火炮优势制胜。
8月6日，“无敌舰队”抵达法国加莱，停泊在海上，腓力二世想与驻佛兰德尔的西班牙驻军取得联系。然而后者却未能及时到达，会师计划落空，此时英国舰队又已经尾随而至。
8月7日夜，西班牙没有注意到风向已经转向了东风，而聚集在一起的舰队已经如同收拢的干柴。狡猾的海盗们不失时机地利用了这个机会，他们把6艘旧船内装满易燃物品，船身涂满柏油，然后把船行驶到上风处，随后就点燃了这6条船，火船顺风而下，向西班牙舰队急驰而去。很快，6条火船接连点燃了无敌舰队中的许多战舰，顿时，到处都是熊熊烈焰，“无敌舰队”陷入一片混乱，各条战舰争相断缆开航，大火和相互的撞击导致许多战舰沉没。
8月8日，两军在加莱东北海上进行了会战。刚刚经历过大火洗礼的西班牙的战舰狼狈不堪，但高大的战舰仍然像是一个高傲的贵族，然而庞大的战舰群却成为英国战舰良好的靶子。由于英国战舰炮火射程较远，可以在一个较为安全的距离上首先进行射击，并且英国人的射击精度较高，这使得西班牙舰队一开战就陷于被动。相反，炮火沉重的西班牙战舰面对灵活的英国小型战舰则显得效果不理想。这场海上炮战持续了一整天，直到双方的炮弹用尽才告罢休，但此时西班牙舰队已经败局已定，两个分舰队的旗舰中弹、撞伤，一个分舰队指挥官被俘。
经过大火和炮战的西班牙舰队只好想办法撤回西班牙，但英国舰队已经封锁了加莱，他们只能选择绕过英国和爱尔兰。剩下的西班牙舰只好乘着风势首先向北航行，希望绕过北海，但失败的舰队似乎往往会厄运连连，在回航的途中他们接连遇到两次大风暴。直到1588年10月，仅剩的43艘战舰才返回西班牙，以近乎全军覆没。与之成鲜明对比的是英国舰队则损失轻微，阵亡不过百人左右。
加莱海战表明，在以炮战为主的时代，战舰的机动性和火炮射程及精确度就成了决定海战胜负的关键。
这次海战又对世界海上霸进行了一次选择，英国在海上大获全胜，击败了当时最强大的对手，从西班牙手中夺取了海上霸权。此后，这个原本只有数百万人口的大陆边缘孤岛迅速崛起为一世界第一殖民大国，他的殖民地广阔到无以复加的地步，这使得它一直到二战前是名副其实的“日不落”帝国，随着英国国家实力的不断强大，英国海外殖民地面积一度占全球总面积的四分之一，比英国本土几乎大100倍，殖民地人口达4亿多。就在加莱海战之后不久，英国舰队进入西印度群岛；随后，英国开始了向北美的大规模殖民活动。1607年，3艘英国船航行到北美，在今天的弗吉尼亚沿海建立詹姆斯顿，这是英国在北美的第一个永久性的殖民地。此后英国殖民者沿着北美大西洋大幅拓殖，至16世纪后半期，英国国势空前强盛，生产不断增长，经济走向繁荣，伦敦已经成为欧洲贸易和金融中心。
英国海军在1546年正式组建时不过是一个三流舰队，在欧洲毫不引人注目，但当赢得加莱海战之后，英国海军逐渐发展成为一个世界顶级海军，继赢得加莱海战之后，英国海军又先后击败了17世纪荷兰舰队、18世纪法国海军的挑战。
在加莱海战之后，西班牙失去制海权，崛起于14世纪的西班牙在拥有200年的辉煌之后终于越过了巅峰。