Giữa năm 1642, hai phe bắt đầu cuộc chiến. Quân của Charles là những kị sĩ phong kiến có kinh nghiệm trong chiến trận với cách dàn quân theo kiểu Trung cổ, và Nghị viện kêu gọi những người tình nguyện tham gia vào lực lượng dân quân.[207] Sau những cuộc đàm phán không thu được kết quả gì, Charles ký quyết định tuyên chiến ở Nottingham ngày 22 tháng 8 năm 1642.[208] Vào những tháng đầu của Cuộc nội chiến lần thứ nhất, quân của Charles kiểm soát các xứ Midlands, Wales, miền tây và miền bắc nước Anh. Ông thiết triều ở Oxford. Nghị viện kiểm soát London, miền đông nam và miền đông nước Anh, và kiểm soát lực lượng hải quân.[209]

Sau một vài cuộc đụng độ nhỏ, hai bên gặp nhau tại Edgehill, ngày 23 tháng 10 năm 1642. Cháu trai của Charles Hoàng thân Rupert xứ the Rhine không đồng ý với kế hoạch tác chiến của người chỉ huy phe bảo hoàng, Lãnh chúa Lindsey, và Charles đồng tình với Rupert. Lindsey từ chức, sau đó Charles đưa Lãnh chúa Forth lên thay thế.[210] Kị binh của Rupert đã phá vây thành công trước quân của Nghị viện, nhưng thay vì trở lại đánh tiếp, ông ta lại đi đường tắt để đánh vào đội hậu quân.[211] Lindsey, đã bị thương và chảy máu đến chết mà không có người trợ giúp băng vết thương. Trận chiến kết thúc bất phân thắng lại khi trời đã sập tối.[212]

Theo hồi trưởng của Charles, kinh nghiệm học được từ cuộc chiến khiến nhà vua "buồn vô hạn và sâu sắc".[213] Ông điểm quân tại Oxford, từ chối đề nghị Rupert là nhanh chóng tiến quân đánh London. Sau một tuần, ông mới cho quân đánh thủ đô ngày 3 tháng 11, chiếm Brentford, vùng mà quân đội của ông đi qua trên đường hành quân; tiếp đó ông vẫn duy trì đàm phán với Nghị viện. Tại Turnham Green thuộc ngoại ô London, quân đội hoàng gia gặp phải sự kháng cự từ lực lượng quân dân thủ đô, với lực lượng đông đảo hơn, nên Charles ra lệnh thoái quân.[213] Ông ở qua mùa đông tại Oxford, tăng cường hệ thống phòng thủ trong thành phố và chuẩn bị cho chiến dịch vào mùa xuân năm sau. Thỏa thuận hòa bình giữa hai bên kết thúc vào tháng 4.[214]

Chiến tranh tiếp tục mà vẫn chưa bên nào giành được lợi thế trong vài năm tiếp đó, và Henrietta Maria trở về Anh trong 17 tháng từ tháng 2 năm 1643.[215] Sau khi Rupert chiếm được Bristol tháng 7 năm 1643, Charles đến thăm thành phố cảng này và bao vây Gloucester, áp sát sông Severn. Kế hoạch của ông nhằm công phá các bức tường thành đã thất bại vì trời mưa to, và viện quân của Quốc hội đang đến gần, Charles gỡ bỏ vòng vây và rút lui về Lâu đài Sudeley.[216] Quân đội của Quốc hội lại tiến về London, truy đuổi quân của Charles. Hai bên lại giáp chiến Newbury, Berkshire, ngày 20 tháng 9. Giống như trận Edgehill,trận chiến rơi vào bế tắc khi màn đêm buông xuống, và hai bên tự thối lui.[217] Tháng 1 năm 1644, Charles triệu tập một Quốc hội ở Oxford, gồm 40 khanh tướng và 118 thành viên Hạ viện, Quốc hội này được biết với tên gọi Nghị viện Oxford, cho đến tháng 3 năm 1645, nó đã nhận được sự ủng hộ của phần lớn các quý tộc và một phần ba thành viên Hạ viện.[218] Charles cảm thấy thất vọng vì sự vô hiệu quả của cái hội nghị này, ông gọi nó là "vật lai", trong một bức thư gửi cho hoàng hậu.[219]

Năm 1644, Charles vẫn ở miền nam nước Anh trong khi Rupert hành quân lên phía bắc để giải vây Newark và York, vốn đang bị quân đội Scotland đe dọa nghiêm trọng. Charles giành chiến thắng trong trận cầu Cropredy vào cuối tháng 6, nhưng đội quân ở miền bắc lại bị đánh bại tại trận Marston Moor chỉ sau đó vài ngày.[220] Nhà vua tiếp tục tổ chức chiến dịch ở phía nam, bao vây và giải giáp lực lượng quân của Nghị viện dưới sự chỉ huy của Bá tước Essex.[221] Quay trở lại căn cứ tại Oxford, ông tham gia trận Newbury lần thứ hai trước khi mùa đông đến; trận chiến kết thúc bất phân thắng bại.[222] Những nỗ lực đàm phán được tiến hành vào mùa đông, khi hai bên tái vũ trang và tổ chức lại lực lượng, cũng không thu được kết quả.[223]

Tại trận Naseby ngày 14 tháng 6 năm 1645, kị binh của Hoàng thân Rupert tấn công mãnh liệt, bẻ gãy cánh trái và truy kích những đại đội kị binh của Quân đội kiểu mới của Nghị viện đang bỏ chạy, nhưng lực lượng của Charles bị quân phản nghịch truy đuổi gắt gao. Charles, cố gắng động viên quân đội, thúc ngựa ra phía trước đội quân như ông từng làm vài lần trước kia, nhưng Lãnh chúa Carnwath ngăn lại và kéo ông về, vì lo sợ cho sự an toàn của nhà vua. Hành động của Carnwath bị quân bảo hoàng hiểu lầm là lệnh rút quân, dẫn đến việc hàng ngũ bị rối loạn.[224] Cán cân lúc này nghiêng hẳn về phía Nghị viện.[225] Hoàng thân Rupert chỉ kịp bảo vệ nhà vua chạy thoát khỏi trận địa. Từ đây quân hoàng gia gặp hàng loạt thất bại liên tiếp,[226] và sau Chiến dịch Oxforl, Charles cải trang thành một người đầy tớ rồi bỏ trốn vào tháng 4 năm 1646.[227] Ông tự nộp mình cho quân đội trưởng lão đang bao vây Newark, và bị dẫn lên phía bắc đến Newcastle upon Tyne.[228] Sau chín tháng đàm phán, người Scot đã đi đến một thỏa thuận với người Anh, theo đó đổi lấy £100,000 và sẽ còn nhiều hơn trong tương lai,[lower-alpha 7] phía Scotland sẽ rút khỏi Newcastle và giao nộp Charles cho Nghị viện vào tháng 1 năm 1647.[230]

Bị câu thúc

Nghị viện đã quản thúc Charles tại Holdenby House thuộc Northamptonshire cho đến khi viên sĩ quan George Joyce dùng vũ lực buộc ông rời Holdenby ngày 3 tháng 6 dưới danh nghĩa quân đội kiểu mới.[231] Vào thời điểm đó, sự nghi vực phát sinh và gia tăng trong nội bộ giữa một bên là Nghị viện, ủng hộ giải tán quân đội và Giáo hội trưởng lão, với bên kia là Quân đội kiểu mới, những người chủ trương Độc lập không theo tôn giáo, muốn có được vai trò chính trị lớn hơn hiện tại.[232] Charles háo hứng lợi dụng sự chia rẽ này, ông xem hành động của Joyce là một cơ hội cho mình chứ không phải là mối đe dọa.[233] Đầu tiên ông được đưa tới Newmarket, nơi mà ông muốn đến,[234] và sau đó đến Oatlands rồi Hampton Court, trong khi nhiều cuộc đàm phán không có kết quả diễn ra.[235] Tháng 11, ông nhận ra được cơ hội trốn thoát đã đến, và tìm kiếm một nơi ẩn náu – Pháp, miền nam nước Anh hay Berwick-upon-Tweed, gần biên giới Scotland.[236] Ông trốn khỏi Hampton Court ngày 11 tháng 11, và từ bờ biển Southampton Water ông bắt liên lạc với Robert Hammond, Thống đốc Nghị viện Đảo Wight, Charles tin rằng ông ta còn trung thành với mình.[237] Hammond, tuy nhiên, câu thúc Charles trong Lâu đài Carisbrooke và thông báo với Nghị viện rằng Charles đang ở chỗ mình.[238]

Từ Carisbrooke, Charles tiếp tục cố gắng thương lượng với các bên chống đối. Mặc dù trước đây từng xung đột với Nhà thờ Scotland, ngày 26 tháng 12 năm 1647 ông ký một hiệp ước bí mật với người Scot. Theo cái thỏa thuận gọi là "Engagement", Scotland sẽ tiến hành xâm lược nước Anh dưới danh nghĩa của Charles và khôi phục ngai vàng cho ông với điều kiện Giáo hội Trưởng lão được thành lập ở Anh trong 3 năm.[239]

Phe bảo hoàng lại nổi lên vào tháng 5 năm 1648, khởi đầu cuộc nội chiến lần 2, và như thỏa thuận với Charles, Scotland đưa quân đánh Anh. Các cuộc nổi dậy ở Kent, Essex, và Cumberland, và cả ở Nam Wales, bị quân đội kiểu mới đánh tan, và với thất bại của Scotland tại trận Preston vào tháng 8 năm 1648, hoàng gia không còn bất kì cơ hội chiến thắng nào.[240]

Charles bây giờ chỉ còn trông mong vào cuộc đàm phán,[241] được tổ chức ở Newport thuộc Đảo Wight.[242] Ngày 5 tháng 12 năm 1648, Nghị viện quyết định tiếp tục đàm phán với nhà vua với tỉ lệ số phiếu là 129/83,[243] nhưng Oliver Cromwell và quân đội phản đối bất kì cuộc đàm phán nào với một người là họ coi là bạo chúa khát máu và đã dùng hành động để thể hiện quyền lực của họ.[244] Hammond bị cách chức Thống đốc đảo Wight ngày 27 tháng 11, và bị quân đội quản thúc từ ngày hôn sau.[245] Tại sự kiện Pride's Purge diễn ra vào ngày 6 và 7 tháng 12, 143 thành viên nghị viện bị bắt giữ hoặc cách chức bởi Đại tá Thomas Pride,[246] trong khi chỉ có 50 người ủng hộ quân đội được giữ lại.[247] Các thành viên còn lại được gọi là Nghị viện Còn lại. Đó là kết cục của một cuộc đảo chính quân sự.[248]