“无敌”级在服役之后参加了多次实战行动。1982年“无敌”号参加英阿马岛之战，暴露出预警能力不足的缺陷。战后皇家海军为每艘航母配备了3架“海王”AEW预警直升机，每架直升机配备1部“搜水”雷达。后来“无敌”号又率先加装了3座美制“密集阵”6管20mm近防系统，又加装了3座荷兰的“守门员”7管30mm近防炮，并装上了“海蚊”诱饵发射系统和新型的966对海警戒雷达和2016舰壳声呐。1994年2月，“卓越”号完成了相同的改装。1997年，“皇家方舟”号在进行这一轮改装时，又将滑跃跑道上翘角提高到13度。1998年1月18日，“无敌”号搭载7架“鹞”GR7攻击机和12架“海鹞”FA2战斗机出航，开始执行混合配置后的首次作战使命－－配合美军对伊拉克实行空中打击。1998年夏，皇家海军2艘航母参加了北约“坚定决心”联合演习。这一次，“卓越”号搭载1个由“鹞”式攻击机和“海鹞”式战斗机组成的混编大队，“无敌”号则搭载1个海陆军混合直升机大队和700名海军陆战队员，从而全面实现了“由海向陆”的作战概念，“无敌”级航母又承担起新的作战使命。