无敌舰队于7月20日抵达利泽德附近，梅迪纳·西多尼亚命令自己的旗舰“圣马丁·德·葡萄牙”号（San Martín de Portugal，后简称“圣马丁”号）降帆并挂起自己的令旗。这是召集麾下将领议事的信号。众将各自降帆后，坐上小舟前往“圣马丁”号参加紧急会议。
风向西南。英格兰船舰正困在普利茅斯。眼下可谓绝佳时机。此时梅迪纳·西多尼亚的帐中有经验丰富的高级将领，有常年在地中海、南大西洋、加勒比海、佛兰德斯沿岸等地参与海战的老兵。他们曾在勒班陀抗击奥斯曼人，与佛罗里达的法国人交战，和英格兰人的战斗更是遍布各地，其中许多人曾参与过占领亚速尔群岛的战役。他们堪称西班牙贵族中最顶尖的将士。会议上，公爵麾下的二把手堂·阿隆索·马丁内斯·德·莱瓦（Don Alonso Martínez de Leiva）提出，攻打普利茅斯才是上策。他们可以趁此摧毁英格兰舰队，踏出占领英格兰岛的第一步。
但对梅迪纳·西多尼亚来说，不论自己是何意见，他都不会采纳莱瓦的提议。他把众人叫来并不是听他们提建议的，而是告知他们国王已经制定好的战略部署，并且不容有任何异议。
国王并未像许多西班牙老兵希望的那样，让无敌舰队停驻英格兰海域并在其西境制造大规模破坏与骚乱。他认为，这个时候还没到击溃英格兰海军那一步。无敌舰队的下一步行动是以新月状（en lúnula）阵形向佛兰德斯进发，沿途避而不战。抵达后再护送帕尔马的陆军到三明治。帕尔马大军向伦敦进军的同时，西班牙战船由海入河进攻英格兰首都，以为策应。
每个新月阵的犄角处安置的都是盖伦帆船、加莱赛船和桨帆船这类行动迅捷的快船。火力优良的巨舰守护阵形两翼，同时，还有配置简易火力装备的平底船在战舰后面担任警戒。这套阵形在西班牙以往的战役中曾大放异彩。船队一旦遭遇攻击，犄角位置的快船率先迎敌，两翼随即围上，将敌人死死钳住。前往英格兰途中打前锋的是莱瓦，梅迪纳·西多尼亚的战舰和运兵船居中，里卡多负责殿后。7月31日，行军阵形变为战斗阵形。莱瓦的先头部队后退为左翼，里卡多率领的战船前移到梅迪纳·西多尼亚的右侧，形成右翼，两翼相距7英里。
此次战役，无敌舰队新月阵的表现大失水准。战前加的斯那场袭击中，德雷克船队轻描淡写地就把桨帆船打得溃不成军，结果50艘打上“伟大事业”征用标记的桨帆船中仅存4艘尚可差遣。这让新月阵的机动性大打折扣，但后患还不止于此。在风平浪静的深水港中护卫巨型船舰作战时，桨帆船的优势体现得最明显——借助船桨的划动，它可以迅速进入指定位置迎击敌人，事先隐藏在大船背后，然后突然窜出狠狠重击敌人，随即再躲进大船的掩护之下，让对方无从下手。桨帆船非常适合两栖作战。士兵乘坐小船登陆时，最希望看到的就是能有这些桨式战船为他们殿后拦击敌人。结果硕果仅存的4艘桨帆船也因遭遇夏季风暴而被迫返航。
菲利普选择的是偏防守型队形。无敌舰队的首要任务是与帕尔马取得联系，然后护送他的部队横渡狭海。仔细研究了英格兰军队的船舰构造和战术打法之后，国王选择避免与英军在海上开战，否则就是一场灾难。以下是他的指示：
有一点我必须亲自警示你们，敌人的企图是凭借武器上的优势进行远距离作战……我军的做法则需与之相反，努力把他们拖入接舷战，用自己手中的武器近身搏杀，这当中你们一定要谨慎行事。为了让你们了解得更详尽仔细，我正将一些报告文件发往你们那里，这上面标明了敌人是如何从低处开火击沉对手船舰的。知晓以后，你们自己要加倍小心，做好防范措施。
整个“伟大事业”的构想在梅迪纳·西多尼亚公爵看来很不理想。无敌舰队由行动迟缓的运兵船、盖伦战船、加莱赛船、克拉克帆船和卡拉维尔帆船构成。国王的命令非常清楚：入侵第一阶段唯一的作战任务就是与帕尔马会合。这使得西多尼亚只有在佛兰德斯的部队安全登船并由舰队护卫以后，方能与英军开战。在此之前，他必然要全力抵御皇家海军以确保舰队无虞。大家普遍认为伊丽莎白的舰队驻扎在泰晤士河口至南安普敦之间的某处。因此，海上决战大致会在唐斯或是佛兰德斯沿岸等较为平静的水域展开，这样菲利普近身贴住英军并以人数优势压制对方的打法就顺理成章了。然而，枕戈待旦的霍华德、德雷克和其余众人却正在西面静候来敌。
更令人忧虑的是，没有人知道帕尔马的部队正在何处、能否参战。无敌舰队进入英吉利海峡之后梅迪纳·西多尼亚心中疑虑渐生。他说，在帕尔马方面有确切消息传来之前，“我们几乎是两眼一抹黑地在往前走”。[82]但他仍义无反顾地让每一个人贯彻菲利普的每一条命令。
如何变通地执行这些命令，作战会议的海军将领们自是心知肚明。军中俘获了一帮从法尔茅斯来的渔民，根据他们的交代，英军早已扬帆出海了。那么在与帕尔马接上头之前，无敌舰队将一直被动承受对方的攻击。菲利普坚信这一切都会得到上帝的帮助，万事顺利。黎凡特支队的统帅马丁·德·贝特多纳（Martín de Bertendona）亦坦言此时离不开上帝的帮助：
英军的船比我们的更快、更易操控，射程也长得多，而且他们对于自己的这些优势知道得和我们一样清楚。倘若没有神明庇佑，我们完全靠近不了他们，只能任由他们的蛇炮在上风位把我们轰得溃不成军，毫无还手之力。所以我们此番前往英格兰，是在对神迹的信仰下行军！[83]
霍华德也清楚自己的船舰和大炮优于西班牙人。他夸耀说一艘英格兰船抵得上五艘西班牙船。参与过那趟加的斯探险的人应当会同意这句话的。但无论如何，英格兰船舰都不能靠近西班牙的船。他们应当利用自身船舰在灵活度、速度和火力上的优势攻击敌军。照霍华德所言，英军制定的战术是一直撵着敌人到处窜，像迅疾敏锐的格力犬追捕野兔一般，“让他们疲于奔命，毫无靠岸的机会”。
他们面对的第一个难题是如何在涨潮时逆风出海。7月19日周五的一整个晚上，众人都在尽快牵引船只出港。“皇家方舟”号和其他6艘船舰出了普利茅斯湾并停靠在雷姆角（Reme Head），到星期六早晨，大概有50～60艘船也都出海了（当时普利茅斯共有90艘船），此时海面风雨交加。当天下午3点，人们在福伊（Fowey）的西面发现了无敌舰队的踪影。霍华德连夜率领已经出港的舰队船只逆风前行。同时，舰队余部也全力出港，并追随霍华德的路线扬帆出航。
星期日拂晓时分，无敌舰队的水手们发现约有80艘英军船舰正迎风而来（也就是说已经到了他们的队伍后面），另外还有11艘正往西向岸边进发，那里是他们的背风处。这几艘船总算及时就位，赶上了大部队。在遭遇夏季飓风时牵引船只出港，继而还要压制英吉利海峡的敌人，要完成这么繁复艰巨的大动作实属不易，但霍华德说，此事归功于“众将士们恪尽职守，士气勇猛，许多船竟似乘着顺风驶出了本国水域”。9点，海务大臣的葡萄牙武装快船“抗争”号（Defiance）孤身突入对方新月阵中央，向梅迪纳·西多尼亚的“圣马丁”号象征性地开了一炮。战斗正式打响。
“皇家方舟”号率部进攻对方左翼，德雷克与霍金斯率部攻打右翼。当晚霍华德在写给沃尔辛厄姆的战报中称“我们不敢贸然冲进敌军阵中，他们的舰队实在太强大了”。[84]英军只能以灵活巧力应战。这是他们第一次亲眼见到无敌舰队和它的布阵。无论是船长、炮手还是士兵，在他们漫长的海战生涯中都没有遇到过如此之大的阵仗。他们向来都不是作为一支舰队整体作战，此番遇上新月阵这种拒绝主动交战的防守阵形，英军显得束手无策。平常在公海中对阵西班牙船只时，英格兰水手一般是主动迎敌：先以舰首炮轰击，接着转身以舷炮排击，再转身用舰尾炮。支队中其他船舰也是同样操作，直至敌人投降或者己方登船。
而7月21日这天，这套打法用不上了。正如霍华德特别强调的，与西班牙船靠得太近或是让自己陷入新月阵的中央，对任何英军船舰来说都是十分危险的。绝大部分英军舰载人员只负责航行和开炮。西班牙则完全不同，他们的船上载满了全副武装的士兵，只等钩住英军船只便开始登船。
因此英军阵中的船长们都极力抑制自己去找西班牙船舰一对一单挑的冲动。那种作战方式是他们最擅长的，但此次的命令是避敌锋芒，只在远处用重炮轰击并杀伤西班牙人，同时对方的炮却无法伤害到他们。“皇家方舟”号正率领纵队船舰有序地进退和射击，使得敌人左翼最外围的船一直处于加农炮的猛烈轰击之下。英军战船开炮之后就撤离位置，重新装填好弹药再回到阵前。
而在无敌舰队的右翼，许多殿后护卫的船都去了无敌舰队的主阵，将里卡多孤零零地留在了那里。里卡多“决意候敌来战”，结果他的“圣马丁”号被德雷克和霍金斯率领的一队英军战船轮番炮轰。两小时内，这艘船遭受了300轮炮击，前桅、船桅支索和帆具都严重受损，直至比斯开支队赶来支援后才后撤。无敌舰队被梅迪纳·西多尼亚重新编队部署。他说，这是他唯一能做的，“敌人占了上风位，英格兰船舰又灵活敏捷、便于操作，他们可以完全照着自己的想法打”。德雷克和霍金斯明智地选择了撤退，战斗在下午2点宣告结束。英军继续追着，或者更准确地说，是不紧不慢地跟着西班牙舰队向东航行。
英国人的战术仰赖于大炮的使用。霍金斯的圣胡安之役和德雷克的加的斯之役展示了英军加农炮对阵敌船时的巨大威力。菲利普二世十分清楚英军的这项优势，西班牙水手亦无不胆寒。但这次交锋中，里卡多的“圣胡安”号即使受到了2小时的狂轰滥炸，也只是受到皮毛之伤，稍加修补即可无虞。不难看出，西班牙的人力优势与英军的炮火优势已成互相抵消之势。大炮在近距离平射时威力最大，但却因英军不敢太过靠近敌军而无法完全发挥出来。同时西班牙人没有掉头前来交战，这让战况变得更为棘手。如果西班牙大军一直以严密防守的阵形拒不应战，那么英军充其量就只能以炮击阻止对方靠岸登陆。问题是战斗开始仅几小时，许多船舰上的弹药就难以为继了。这让从来都异常自得的英格兰航海者们又惊又懵。“我们毫发未损，”堂·佩德罗·德·巴尔德斯（Don Pedro de Valdes）向菲利普汇报时说，“因为英军离得实在太远了。”[85]
战斗开始的第一天，唯一值得英军雀跃的消息是“圣萨尔瓦多”号（San Salvador）的弹药库发生爆炸，“圣母玛利亚·罗萨里奥”号（Nuestra Se?oradel Rosario，后简称“罗萨里奥”号）的船首斜桅碰撞损毁。或许英军还不明白此事的重要性，但对于西班牙人来说此事至关重要——这两艘船上装着无敌舰队十分之一的弹药。
当晚的作战会议上，霍华德和会议成员发现形势并不乐观。从霍华德写给沃尔辛厄姆的信中可以一窥当时的沉闷气氛：“万望大人念及上帝之怜悯、邦国之安危，速速发与我等足量炮弹……和火药。”[86]无敌舰队已经过了普利茅斯，但它到底意欲何为？或许是在托贝（Torbay）、莱姆（Lyme）或波特兰（Portland）占据一处滩头阵地，也可能会攻占英格兰疆土中最薄弱的一块——怀特岛。除非皇家海军足够警觉和迅捷，否则西班牙人只需大约一天的时间就能踏上英格兰国土。对英格兰而言，压城黑云正滚滚而来。霍华德下令，入夜后船队由弗朗西斯·德雷克带领，他希望自己最得力的手下用“复仇”号船尾的巨型提灯为船队保驾护航。
第二天拂晓，霍华德惊恐不已。他的“皇家方舟”号和“白熊”号、“玛丽玫瑰”号正紧跟在无敌舰队的后面，四周却没有任何英军船只的踪迹。
夜里“复仇”号尾灯信号消失不见后，船队的其余船只就已停止行进。霍华德和其他两艘船只得尽力回撤，与余部会合。原来当天夜里，德雷克擅离职守，径自离队去追赶已经负伤的“罗萨里奥”号了。天亮时，“罗萨里奥”号发现“复仇”号的炮口离自己只有三根缆绳那么近，经过一番交涉之后西班牙船只宣布投降。德雷克天生就不是当海军的料，他还是做起了自己最擅长的事情：从大部队遁走，一个人单打独斗。
无敌舰队还和之前一样缓慢前进，并未突然登陆。德雷克总是运气很好，他这次的擅自行动竟赢得一次大捷。“罗萨里奥”号上有46门炮、2000发炮弹和5万杜卡特。缴获的这批额外弹药解了英军的燃眉之急，可谓异常珍贵。西班牙人还给英军送上了一份大礼。梅迪纳·西多尼亚下令将受损的“圣萨尔瓦多”号在夜里凿沉，结果它却一路漂流到了英军阵中，船上2246发炮弹被收回。
如果菲利普能给梅迪纳·西多尼亚更多自主权的话，那么德雷克这趟冒险出击就很可能落个身死道消的下场。周一，英军得以重新整编队伍。周二，风向转西北后，无敌舰队占据了上风位。这股风让英军离海岸越来越远，他们正极力顶风前进。看到无敌舰队在莱姆湾（Lyme Bay）换了新阵形，霍华德如临大敌。只见新月阵的两翼撤到阵尾押后。“圣马丁”号则率领一支先锋小队进至阵前，运输船被护于战船中间。各支队之所以变阵是为了防止英军船只偷偷溜过无敌舰队的阵线，跑到前面阻碍他们与帕尔马会师。
然而已如惊弓之鸟的霍华德不是这样想的，他觉得这是用于进攻的阵形。在他看来，两翼后撤是为西班牙陆军登陆切希尔海滩（Chesil Beach）提供保护屏障。他必须立刻采取行动阻止敌军，否则后果不堪设想。他试图领着自己的船赶到西班牙船的前面，重新占据上风位。但“圣马丁”号和加莱赛船组成的西班牙先锋部队拦住了他们的去路。霍华德见状掉头向海面驶去，想从侧面包抄。而这样做意味着他要冲过无敌舰队强悍坚固的后卫防线。结果，西班牙人围起新月阵，企图将霍华德和英军最大的几艘船——“胜利”号、“伊丽莎白·乔娜思”号、“黄金雄狮”号、“白熊”号、“无双”号——以及它们的随行船只和葡萄牙武装快船统统围住。里卡多在岸边的支队也向英军队伍末端的船只发起攻击。这是西班牙方面的首次进攻，竭力利用上风优势逼近英军，实施登船作战。西军全力合围英军，双方激战开始。“不过这一切都是徒劳，”梅迪纳·西多尼亚这样向国王汇报，“因为敌人一看到我们想要接近他们，就立刻转向海面逃走了，他们的船舰在速度与灵活性上有很大优势。”
莱姆湾这边双方激战的时候，马丁·弗罗比舍的“凯旋”号正率领“玛丽玫瑰”号、“皇家商人”号（Merchant Royal）、“玛格丽特-约翰”号（Margaret and John）和“百夫长”号（Centurion）在背风中按原先航向前往波特兰半岛（Portland Bill），抵达后即抛锚停驻。见此情形，梅迪纳·西多尼亚心动不已。这是加莱赛船出击的绝佳时机：风平浪静，英军船只早已停稳固定，背后又是海岸。四艘加莱赛船离开先头部队后全力前行，试图死死困住英军这几艘船。
但西班牙人的先机被独特的地理环境悉数化解。波特兰半岛的强劲水流和东北风使加莱赛船无法从侧面包抄弗罗比舍支队。他们只得正面发起进攻。弗罗比舍下令装填链弹，并朝对方船桨位置开炮。90分钟后，弗罗比舍的盖伦帆船把加莱赛船困在了海湾中。随着风向的转变，英军占据了上风位。霍华德引军北进，将里卡多支队和莱瓦支队团团围住。
梅迪纳·西多尼亚刚把加莱赛船派去进攻弗罗比舍，就命令“圣马丁”号调转船头从无敌舰队的阵中穿过。正当“圣马丁”号在船队中穿插前行时，公爵发现殿后的船舰竟已脱离了大部队，并被英格兰的后卫船舰包围住。为救回己方战船，他冲进包围圈后无畏地降下了顶帆，以自己为目标引诱对方野心勃勃的海军将领和船长。一看到“圣马丁”号落了单，英军立刻从眼前的战斗中抽身出来。以霍华德为首的英军船队从“圣马丁”号身边接连而过，轮番轰击这艘西班牙旗舰。西班牙人自然也开炮还击，同时始终保持自己不在英军炮火的最佳射程之内，所以约一半的皇家海军船舰从“圣马丁”号旁边经过时，英军阵线已经离对方很远，超出了射程。与此同时，里卡多和莱瓦已将队伍拢住，与“圣马丁”号一起收束整理混乱的阵形，“可等他们队形重整完毕的时候，这场激战已接近尾声了”。英军为避免陷入敌军包围开始往海面上撤退，另外也是因为库存弹药消耗巨大，急需补给。
于是到了第三天快结束的时候，战局进入僵持阶段。即便是占据了最有利的形势，西班牙方面依旧在机动性和炮火上输于英格兰。在皇家海军猛烈轰击之下，西班牙人根本无法对其合围并接舷登船作战。不过同样的，英格兰方面也无法将大炮的威力发挥到最大。他们在整体作战方面可谓一片空白。霍华德可以瞄准时机率领手下的精英战船切入战场，但随后就变成每艘船各自为战的混乱局面。每次他们试图接近，西班牙无敌舰队都表现得纪律严明、号令齐整，没有人擅自行动。英军想把敌方单艘战船从大部队中隔绝出来再开炮狂轰，但是对方重整队形的动作非常迅速，根本不给他们下手的机会。如此情形之下，双方都无法发动具有决定性的战斗。
不过通过白天的战斗可以看出，总体来说还是英军占据优势。他们可以凭借性能卓越的战船率先发难。而无敌舰队在应战时大多处于被动。虽然西班牙大军能抵挡住皇家海军的进攻，但无法将其击溃，要想寻得一处停驻锚地与帕尔马协同作战，显然必须先摧毁霍华德这支水师。
霍华德和他的手下一直希冀能打垮或者赶跑西班牙人。现在这种不得已而为之的战法耗费极大。用以维持整场战役的弹药储备已经被他们消耗了大半，收效却微乎其微。周三的战斗中，英军已和西班牙后卫船舰挨得非常近，有时甚至到了可以用火枪对射的地步。鉴于整支船队在协同作战方面一直没有进展，霍华德将所有船舰分为四组。这样，海务大臣、弗朗西斯·德雷克、约翰·霍金斯和马丁·弗罗比舍四人都可以各自率领自己的船只见机行事。无奈之下的霍华德只得向沃尔辛厄姆承认：“他们的军队确实无比强大，但逐步蚕食的做法还是可以有所作为的。”[87]
