早在1554年时，当时还是王储的费利佩二世与英格兰女王玛丽一世结婚——均为天主教徒的两人共同对国内的新教徒实行恐怖政策。然而在玛丽一世死后，同情新教的伊丽莎白一世终止了对新教徒的迫害。这令本身身为狂热天主教徒的费利佩二世十分不满。同时，他向伊丽莎白一世求婚亦遭到拒绝，这就使其动了想要入侵英国的念头。而在征服了葡萄牙之后，国力达到巅峰的西班牙显然已经具备了这个实力。
于是费利佩二世开始筹备一支“货真价实”的无敌舰队以备远征英国之用。这支舰队的主力是西班牙自己建造的和从葡萄牙接管的一批最新锐的盖伦式战舰以及保有数量仍然十分巨大的卡拉克式战舰。由于拥有庞大的船身和较强的承载能力，因此尽管在船型上已然落后，16世纪下半期的卡拉克船仍然具有一定的生命力。
被费利佩二世选作无敌舰队成员的卡拉克船里有几艘轻载排水量超过1000吨的巨舰，拥有不可小视的战斗力。其中有一艘名为“圣-安娜”号的大型卡拉克式战舰，轻载排水量达到1200吨，船上搭载的各型火炮竟然有125门！早期战舰常常会搭载一些小型铁炮，但这些火炮在海战中的作用是极其有限的。
巨型卡拉克式战舰“圣-安娜”号的侧视和俯视图。在16世纪，这种巨舰的桅杆应为4根，图上所绘可能有误
这艘巨大的帆船由位于西班牙北部的吉普斯夸（Guipúzcoa）的圣-塞巴斯蒂安（San Sebastián）造船厂于1586年所建造，是一艘专门用于海战的卡拉克式战舰。在西班牙，由于卡拉克式战舰大部分都是由商船改装而来的，其中专门建造的战舰就显得十分珍贵。该舰后来作为吉普斯夸分舰队的旗舰参加了格拉弗林之战，并在战斗中生还，驶回了圣-塞巴斯蒂安港。
“圣-安娜”号于1586年建成时的状态。作为后期产品，该船在外观上与早先的卡拉克船略有不同，艏艉楼高度得到了控制
除此之外，来自安达卢西亚的“罗萨里奥夫人”号（Nuestra Señora del Rosario）也是一艘拥有重武装的大型卡拉克式战舰。该舰建于1585年，轻载排水量达到1150吨，并装备了双层炮甲板和46门重炮。其火力已经达到大型盖伦式战舰的水准。只是灵活性可能还有所欠缺，这也是卡拉克船与盖伦船相比明显的劣势之一。该舰于在格拉弗林之战中被英国海军名将弗朗西斯·德雷克所俘获，后来在查塔姆被拆毁。
除了作为舰队主力的盖伦船与卡拉克船，被用作运输舰的圆底船（Hulk）也占据了相当一部分数量。这种船实际上就是武装商船，与卡拉克船更为接近，但是比卡拉克船更笨重，并不适合作战，费利佩二世使用其参战的目的主要是运送陆军部队。
一张纪念格拉弗林之战的邮票。邮票左上角印着“罗萨里奥夫人”号的名字
一艘航行在大西洋上的圆底船
另外，在这支无敌舰队中还有4艘加利亚斯式战舰，这4艘划桨战舰全部来自那不勒斯。每艘战舰载有50门火炮，拥有相当凶猛的火力，战斗力不容小视。
德雷克亲手绘制的攻击加的斯港的地图
一幅反映无敌舰队中加利亚斯式战舰的油画。它们比参加过勒班陀之战的那6艘“喷火的魔鬼”还要强大
按照费利佩二世的计划，无敌舰队应当在1587年被组建完毕并启程前往英国。事实上各地所派送的分舰队也确实如期抵达了无敌舰队的集结地加的斯港，但在1587年4月却发生了一件令费利佩二世做梦也想不到的事，弗朗西斯·德雷克竟在西班牙人眼皮底下袭击了加的斯港，给西班牙海军造成了巨大损失。
4月29日夜，德雷克指挥的25艘海盗船悄然无息地抵达加的斯港，并乘夜对港内停泊的西班牙舰船进行攻击。当时在港口内共停泊着60余艘卡拉克船和一些小型船只，德雷克对它们进行掠夺并放火焚烧，导致33艘船只被毁。离开加的斯港后，德雷克前往葡萄牙，在里斯本遇到了西班牙海军上将唐·阿尔瓦罗·德·巴赞的舰队，此时这位老将正在监督舰队集结为前往加的斯港做准备，显然他还没有得到德雷克袭击了加的斯港的消息。德雷克提出与之交换囚犯，但巴赞回应说自己并没有捕获英国战俘或对英国采取任何行动。随后双方在岸边的炮台进行了火药交换和淡水补给，一切完成之后德雷克和他的船队逃之夭夭。巴赞就这样错过了消灭德雷克的最佳机会。事后费利佩二世对此事大发雷霆，并严厉斥责了巴赞，导致这位老将郁郁不乐并于次年2月9日在里斯本突然离世，西班牙未曾开战就失去了一位优秀将领，这对于无敌舰队乃至西班牙海军来说都是一个沉重的打击。
1581年时弗朗西斯·德雷克（Francis Drake，1540—1596）的画像。他是16世纪西班牙海军最强有力的敌手之一
不过费利佩二世还是在加的斯港被袭击一年后重新组建了一支更为庞大的舰队准备入侵英国。这里我们将这支倾注了费利佩二世一生心血的无敌舰队的基本组成及各舰情况罗列如下：(www.xing528.com)
（1）葡萄牙分舰队（12艘，司令：梅迪纳·西多尼亚公爵）
（2）比斯开分舰队（13艘，司令：胡安·马丁内斯·德·里卡尔多）
（3）卡斯提尔分舰队（16艘，司令：唐·迭戈·弗洛雷斯·德·巴尔德斯）
（4）安达卢西亚分舰队（11艘，司令：唐·佩德罗·德·巴尔德斯）
（5）吉普斯夸分舰队（14艘，司令：米格尔·德·奥奎多）
（6）莱万特分舰队（10艘，司令：马丁·德·贝腾多纳）
（7）运输分舰队（23艘，司令：戈麦斯·德·梅迪纳）
（8）加利亚斯式战舰分舰队（4艘，司令：唐·雨果·德·蒙卡达）
（9）小船分舰队（38艘，司令：奥古斯丁·德·奥赫达）
这里只列出100吨以上的船只：
其余34艘船都在100吨以下，包括10艘卡拉维尔船，10艘轻帆船，7艘埃及双桅帆船（Falúa）和7艘西班牙快船。另外，还有一支加莱式战舰分队（4艘）由于不能适应大西洋上恶劣的气候而被解散。这样一来，实际准备参加格拉弗林之战的无敌舰队共由9支分舰队下辖的141艘各型船只组成。这样庞大规模的舰队在风帆时代是绝无仅有的。
在这141艘各型船只中，有7艘是轻载排水量过千吨的巨舰，分别为：“圣-马丁”号（1000吨），“葡萄牙的圣-胡安”号（1050吨），“伟大的笑容”号（1160吨），“罗萨里奥夫人”号（1150吨），“圣-安娜”号（1200吨），“雷加佐娜”号（1200吨）和“三位一体巴伦西亚”号（1100吨）。其中2艘为盖伦船，4艘为卡拉克船，1艘为圆底船。这些巨舰的存在足以令任何一个敌手感到恐惧。
巨型盖伦式战舰“葡萄牙的圣-胡安”号彩绘图。该舰比“圣-马丁”号还要大一点，是无敌舰队中最大的盖伦式战舰
莱万特分舰队旗舰“雷加佐娜”号巨型卡拉克式战舰。该舰虽然身躯庞大，但建造年代较早，携带的火炮较少，实际战斗力有限
由于巴赞的突然去世，费利佩二世不得不重新任命梅迪纳·西多尼亚七世公爵唐·阿隆索·佩雷兹担任无敌舰队的新司令。与前辈巴赞相比，佩雷兹在资历上显然差了一大截。在他的指挥下，无敌舰队的命运又会怎样呢
梅迪纳·西多尼亚七世公爵唐·阿隆索·佩雷兹（Don Alonso Pérez，7th Duke of Medina Sidonia，1550—1615）的画像。巴赞的突然离世使他获得了无敌舰队的指挥权
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