Lớp tàu sân bay Illustrious được chấp thuận trong Chương trình Hải quân 1937. Thoạt đầu, Indomitable được thiết kế theo cấu hình nguyên thủy của lớp, nhưng sau đó nhanh chóng được cải biến để có thể mang theo được số lượng máy bay nhiều hơn so với những chiếc tàu chị em với nó. Nó được đặt lườn bởi hãng Vickers-Armstrong tại xưởng tàu ở Barrow-in-Furness vào ngày 10 tháng 11 năm 1937, khi nguy cơ chiến tranh đang tiến đến gần. Nó được hạ thủy vào ngày 26 tháng 3 năm 1940 và được đưa ra hoạt động vào tháng 10 năm sau.