19世纪末至20世纪初，各海军强国经过半个多世纪的探索，在战舰的设计建造上已经积累了大量的经验。随着第二次工业革命以来科技的快速发展，战列舰大口径主炮的威力越来越大，装甲钢越来越坚硬，新型蒸汽轮机的动力越来越澎湃，一切都预示着海军造舰史上一场翻天覆地的大变革即将到来。

当费舍尔于1904年10月成为英国第一海军大臣之后，其开始推动新型战列舰和装甲巡洋舰的设计工作，其中新战列舰将变身为著名的“无畏”号。1905年初，英国舰艇设计委员会根据费舍尔针对新型装甲巡洋舰的设想：在战术方面，新型装甲巡洋舰能够作为侦察分队的旗舰，带领舰队突破敌方轻型舰艇组成的警戒网进行侦察。新型装甲巡洋舰组成的快速舰队可以担任战列舰队的前锋或后卫并掩护侧翼，在追击中扩大战果，在撤退中提供掩护。新型装甲巡洋舰可以率领巡洋舰寻歼单独行动的敌方舰艇；在战略方面，由新型装甲巡洋舰组成的快速舰队可以在短时间内前往英国本土之外的热点地区，进行武力支援和战略威慑。作为传统巡洋舰的提升，新型装甲巡洋舰仍然担负着保护英国在全球范围内的海上航线的任务，对敌方的海上袭击舰进行无情绞杀。

参考借鉴了“无畏”号战列舰的创新设计，同时强调了高速性能，海军方面对新型装甲巡洋舰的要求为：排水量在17000吨以上，安装8门12英寸主炮，最高航速25节。设计师据此拿出了A、B、C、D、E共5套方案，这些方案之间的差别主要在火炮的安装和动力系统的布局上。经过激烈的争论和不断调整，最终E方案得到通过。

1905年3月17日，新型战列巡洋舰和“无畏”号战列舰的设计草图得到了海军部委员会的批准。7月7日，其设计细节图获得了海军部委员会的批准，战舰的设计内容被列为高度机密。为了迷惑外界，1906年出版的英国《战舰》杂志披露皇家海军的新型装甲巡洋舰安装了8至10门234毫米主炮，航速超过20节。

在海军部向政府提交的“1906年海军预算”中将新型装甲巡洋舰描述为：“战舰装备8门12英寸主炮，能够追捕并摧毁敌方任何类型的巡洋舰，在遇到更为强大的对手时，将凭借25节的高速摆脱对手的纠缠……这种‘理想型巡洋舰’将会成为真正的巡洋舰杀手！”从描述中可以看出，新型装甲巡洋舰的任务是消灭敌方的巡洋舰，而并不是参加主力舰队之间的决战。

1905年，英国下院通过了“1906年海军预算”。根据预算，英国将在1906年建造1艘战列舰和3艘新型装甲巡洋舰，其中的战列舰是“柏勒洛丰”级的“柏勒洛丰”号（HMS Bellerophon），3艘装甲巡洋舰便是“无敌”级。“无敌”级在诞生之初依然被归为装甲巡洋舰，后来为了区别其与装甲巡洋舰的不同，这类战舰在1912年被重新定义为“战列巡洋舰”（Battlecruiser），“无敌”级因此成为世界上最早的战列巡洋舰。

“无敌”级的舰体设计与著名的“无畏”号战列舰相似，采用了长艏楼船外形，舰艏微微前倾。与“无畏”号相比，“无敌”级的上层建筑显得更为高大雄伟，其最上层的战斗舰桥高出海平面达21米，上层建筑一直向后延伸到舰体后部，只是中间被“P”“Q”两座炮塔隔开。“无敌”级上有前后两座大型三角主桅，其前主桅顶部高出海平面57米，桅杆上的主观测台高出海平面33米，后主桅除了有观测台还安装了1部大型吊车。“无敌”级舰长172.8米，舰宽23.9米，吃水9米，相对细长的舰体有利于航速的提高。“无敌”级舰艏高出海面9米，舰艉高出海面6米，保证了其具有良好的适航性和居住性。“无敌”级的标准排水量17530吨，满载排水量20750吨，略低于“无畏”号。从外形上看，“无敌”级舰型优美而不失威严，象征着英国皇家海军对海洋的统治。

“无敌”级在武器系统上采用了革命性的“全装重型火炮”（All-Big-Gun）设计，军舰上共有8门305毫米45倍口径的Mark X火炮，这些火炮分别安装在四座双联装炮塔中。“无敌”级上的每门305毫米主炮重约57吨，每座炮塔重450至500吨。“无敌”级上的四座炮塔有两座在舰体的中轴线上，包括舰艏的“A”炮塔和舰艉的“Y”炮塔，另外两座炮塔交错安装在舰体中部的两舷，其中位于左舷的炮塔代号为“P”，右舷的炮塔代号为“Q”。“A”“Y”炮塔的射界为-150°~+150°，“A”炮塔距离海面9.4米，“Y”炮塔距离海面6.4米。“P”“Q”炮塔的射界为+30°~+150°，这两座炮塔距离海面8.5米。“无敌”级在向前和向后的火力上达到6门主炮，其在左右两舷方向上可以发挥8门火炮的全部火力，“P”“Q”炮塔交错布局保证了两座炮塔可以向两舷射击。在实际使用中，由于上层建筑的遮挡，“无敌”级在向前和向后射击时只能使用两座炮塔内的4门主炮；两舷炮塔尽管交错布置，但是却很难有效发挥火力，其在向一侧射击时只能使用三座炮塔内的6门主炮。“无敌”级主炮的俯仰角在-3°~+13.5°之间，其炮口初速831米/秒，弹丸重量390千克。当以13.5°进行射击时，305毫米主炮在发射穿甲弹时最大射程达到16450米。“无敌”级的主炮采用117千克MD45型发射药，该发射药的成分为65%的火药棉、30%的硝基甘油和5%的凡士林，发射药为杆状推进剂装料。“无敌”级的每门主炮载弹量80枚，载药量220包，射速为2发/分钟。“无敌”级的主炮弹药舱位于舰体底舱内，采用双层舰底结构，侧壁装甲板厚178毫米。弹药舱上层为发射药舱，下层是弹丸舱，下层舰底设有通海阀，紧急情况下可向弹药舱内注水。“无敌”级的主炮布局在发挥最大火力的同时也存在着隐患：位于舰体中部的“P”“Q”炮塔距离太近，炮塔之下的弹药输送通道也很近，当其中一座弹药舱被击中发生爆炸时另一座弹药舱也可能发生连锁爆炸，这对于战舰可是非常致命的。

与“无畏”号相同，“无敌”级也没有安装标准的副炮，其辅助武器为16门102毫米45倍口径Mk III速射炮，这些火炮都安装在主炮塔顶部和上层建筑中。“无敌”级的16门102毫米火炮中有8门安装在主炮塔顶部，每座炮塔顶上有两门，其余的8门火炮中有4门安装在前部上层建筑中，剩下的4门安装在后部的上层建筑中。102毫米炮长4.2米，重1.32吨，炮口初速700米/秒，弹丸重量11.34千克。当以20°进行射击时，102毫米炮的最大射程达到8200米。102毫米火炮主要用于对付敌方的鱼雷艇等小型舰艇，其没有任何的装甲防护，在战斗中炮手的安全得不到保障；除了102毫米炮，“无敌”级上还有一门防空用的76毫米高射炮；火炮之外，“无敌”级上有五具450毫米鱼雷发射管，其中一具位于舰艉，另外四具在军舰两侧，战舰上共运载了14枚鱼雷。

“无敌”级拥有先进的火控系统，它是皇家海军中第一艘安装了电力传导仪器，指挥和控制炮塔转动的军舰，其控制室在前主桅信号塔之上。在海战中，目标的探测数据由巴尔和斯特劳德（Barr and stroud）公司生产的长2.7米的FQ-2测距仪获得，然后数据会传入德梅里克机械计算机中并通过电传导输入威格士射距钟（Vickers range clock），经过一系列计算后最终得到的便是目标航向、航速的变化数据。目标的动态数据同时会在绘图桌的海图上标明，这将更好地帮助炮术军官判断目标的运动方向。通过火控系统、发射台、控制室和主炮塔组成了一个高效的射击系统。

“无敌”级为了追求高航速，其装甲防护与战列舰比大打折扣，但是要强于同时代的装甲巡洋舰。“无敌”级的装甲总重达到4000吨，低于“无畏”号5000吨的装甲重量，其采用了由维克斯公司生产的表面经过硬化处理的耐磨镍铬渗碳钢板，这种装甲钢板的硬度和抗弹性都要优于普通装甲钢。

“无敌”级的侧舷主装甲带从“A”炮塔炮座一直延伸至“Y”炮塔，主装甲带厚152毫米，向前的舰艏部分厚102毫米，向后的舰艉部分厚76毫米，侧舷其他部分厚50毫米；“无敌”级在水平防御上采用了多层甲板设计，其中上层甲板厚20至25毫米、主装甲甲板厚25毫米，下层装甲甲板厚63.5毫米；“无敌”级的炮塔装甲较厚，其四面装甲厚178毫米，顶部装甲厚76毫米，基座装甲厚178毫米；位于舰桥下方的指挥塔是全舰装甲防护最强的地方，最大厚度达到了254毫米，指挥塔内部有钢制防弹装甲通道直通主甲板以下的司令住舱。在舰体内部，巨大的锅炉舱和轮机舱成为重点防护的区域，其采用了呈箱型的装甲防御布局，四周拥有重甲保护。

从“无敌”级各部位的装甲厚度看，其炮塔、锅炉舱、机舱、指挥塔等部分得到了重点防护。为了对付鱼雷和水雷对水线处和水线以下舰底的爆炸攻击，“无敌”级水线下的舰体内部划分出23个装甲防护区，这样的设计能够加强水密结构，提高战舰的抗沉能力。同时，“无敌”级的舱室尽量小型化水密化，以提高水密结构增加浮力储备，隔舱间的支撑壁采用强化钢结构以提高隔舱的强度和韧性，船员的进出只能通过纵向的水密门。巧妙精细的装甲安装和舱室设计分布对于提高战舰的防护能力特别是抗沉性具有显著的效果。

“无敌”级是继“无畏”号之后皇家海军第二级安装蒸汽轮机的大型战舰，蒸汽轮机提供的动力使得“无敌”级达到了前所未有的高航速。“无敌”级上有四台帕森斯蒸汽轮机组，其中高压蒸汽轮机和低压蒸汽轮机各两台，每一台蒸汽轮机都安装在单独的机舱中。“无敌”级的四台蒸汽轮机通过四根长轴与四具三叶螺旋桨连接，其中高压蒸汽轮机驱动外侧螺旋桨，低压蒸汽轮机驱动内侧螺旋桨，外侧的三叶螺旋桨直径3米，内侧的三叶螺旋桨直径3.4米。帕森斯蒸汽轮机由多达31座亚罗公司生产的三胀式水管燃煤蒸汽锅炉提供动力，这些锅炉分布在四个锅炉舱中，其中1号锅炉舱内有7座锅炉，2、3、4号锅炉舱内各有8座锅炉。三胀式水管燃煤蒸汽炉的蒸汽压力约17．6千克／立方厘米，锅炉以威尔士褐煤为燃料，在高速航行时会往炉膛内喷洒重油进行混合燃烧以提高燃烧效率。正是由于锅炉数量的增加，“无敌”级的舰体长度比“无畏”号长出了12米。新型的蒸汽轮机设计功率达到41000马力，在海试中最高输出功率更是达到了46000马力，同样采用蒸汽轮机的“无畏”号由于锅炉数量少其输出功率只有23000马力。强大的动力使“无敌”级达到了破纪录的25节的高航速，海试时航速更是达到26.64节，这是大型战舰第一次达到如此高的航速。“无敌”级能够装载3045吨煤和750吨重油，在10节的经济航速下其续航能力达到3090海里。“无敌”级上的高功率动力系统的燃料消耗量非常惊人，在全速航行时，一天能够消耗500吨煤和125吨重油！

为了给数量众多的锅炉排烟，“无敌”级上共安装了3根高大的烟囱，这也成为该级战舰最显著的辨识特征。“无敌”级的1号烟囱位于前主桅后方，2号烟囱位于1号烟囱之后，3号烟囱位于后主桅之前。战舰的1号烟囱与1号锅炉舱相连，2号烟囱与2、3号锅炉舱相连，3号烟囱与4号锅炉舱相连。在服役之后，“无敌”级的1号烟囱出现了排烟影响舰桥观测的问题，于是烟囱被加高。

1906年4月2日，“无敌”级的“无敌”号战列巡洋舰在阿姆斯特朗公司开工建造，该级的“不屈”号和“不挠”号分别在约翰·布朗公司和费尔菲尔德造船工程公司建造。所有的“无敌”级都在1907至1909年建成服役。服役之后，3艘“无敌”级都加入了第1巡洋舰分舰队服役，由于当时战列巡洋舰这个舰种还没有诞生，因此“无敌”级还被作为装甲巡洋舰。

第一次世界大战爆发后，“不屈”号和“不挠”号属于地中海舰队的第2战列巡洋舰分舰队，它们参加了开战后对德国地中海分舰队的监视和追击，之后炮击了土耳其军队位于达达尼尔海峡的阵地。“无敌”号在开战之后留在本土，其很快便参加了英德海军间的第一次较量——赫尔戈兰湾海战。1914年12月7日，“无敌”号和“不屈”号千里迢迢赶到南美洲福克兰群岛的斯坦利港，2艘战舰参加了第二天爆发的福克兰群岛海战并以压倒性的优势消灭了德国远东分舰队。1915年1月24日，“不挠”号参加了多格尔沙洲之战。

1916年5月31日，在著名的日德兰海战中，所有“无敌”级全部归入第3战列巡洋舰分舰队中，分舰队指挥官是海军少将胡德。在海战中，“无敌”级与其他英国战列巡洋舰一直冲在最前方，它们与德国舰队展开了激烈的战斗。在战斗中，“无敌”号被击中并引发了弹药舱大爆炸，最终沉没，随舰同沉的还有1026人，其中就包括胡德少将。

日德兰海战之后，由于德国公海舰队出动的频率大大降低，“不屈”号和“不挠”号大部分时间都执行巡逻的任务。吸取了“无敌”号在日德兰海战中因为弹药舱爆炸而被击沉的教训，“不屈”号和“不挠”号弹药舱的装甲防御得到了加强，2艘战舰的“P”“Q”主炮塔上还架设了便于飞机起飞的简易跑道。

第一次世界大战结束后，随着国力下降，英国开始裁减海军力量，剩下的2艘“无敌”级退役封存。在这个时期，智利曾经有购买“不屈”号和“不挠”号的意向，但是由于各方面的反对，这笔交易最终没有达成。随着之后《华盛顿海军条约》的签署，“不屈”号和“不挠”号最终被出售拆解。

与“无畏”号一样，“无敌”级也是一种跨时代的海战兵器，其第一次将战舰的强大火力和高航速结合到一起，开创了战列巡洋舰这一全新的舰种。脱胎于装甲巡洋舰的“无敌”级宣告了装甲巡洋舰这一战舰种类已经过时，之后各国便不再建造装甲巡洋舰。从“无敌”级的设计性能上看，其带有典型的英国色彩，适合英国的需求。拥有航速优势的“无敌”级可以快速部署到世界的各个角落，对敌人的袭击舰队进行攻击以保卫大英帝国赖以生存的海上生命线。正是由于战列巡洋舰的存在，海军主力战列舰终于不用再纠结于为船队进行护航，海军方面可以将主要力量集中起来用于压制对手。

第一次世界大战爆发时，由于英国在战列巡洋舰数量上的优势（9：5），德国方面一直没有从本土派出水面破交舰队袭扰英国的海上航运，对英国本土的零星袭击也是采用打了就跑的战术。当时，德国唯一在本土之外进行破交作战的远东分舰队也在“无敌”号和“不屈”号两艘战列巡洋舰的重击之下灰飞烟灭。在英德之间激烈的海上博弈中，“无敌”级南征北战，发挥了重要的作用。

尽管性能优异，但由于过于追求速度，“无敌”级在设计建造中降低了装甲防护，在主力舰队决战中，战列巡洋舰这一弱点就暴露出来。在日德兰海战中，包括“无敌”号在内的3艘战列巡洋舰被击沉，惨重的损失让英国人开始加强战列巡洋舰的防护。对于“无敌”号来说，征战海疆，战死沙场既是不幸也是荣誉。尽管战争结束后，剩下的“无敌”级最终不得不面对退役拆解的命运，但是战列巡洋舰已经迎来了属于自己的黄金时代。作为战列巡洋舰的鼻祖，“无敌”级是英国在20世纪初海权面临严峻挑战时的产物，它们是英国海军“攻击至上”传统的最好体现。