Sau đó, cả Vương thất và quốc hội đều lo tập trung quân đội. Có một nửa nhân viên quốc hội ủng hộ Vương thất, được gọi là các "kị binh" (cavaliers), gồm các nhà quý tộc và phần lớn các, trong khi những người theo quốc hội, chống lại vua thì được gọi là các "kẻ đầu tròn" (roundheads) vì họ cắt tóc thật sát. Các "kẻ đầu tròn" khi đó đã kiểm soát được thành phố Luân Đôn, điều khiển được hải quân và có quyền đánh thuế để tăng ngân quỹ. Tháng 8 năm 1642, cuộc nội chiến bùng nổ, phe quốc hội hay các "kẻ đầu tròn" đã sớm tìm ra một vị chỉ huy quân sự có tài, đó là ông Oliver Cromwell - một người Thanh giáo.

Tháng 7 năm 1644, trong trận chiến Marston Moor gần xứ York, Vương thân Ruper đã đưa một đạo quân bảo hoàng đánh vào cánh phải của quân quốc hội thì bất ngờ, quân kị binh của Cromwell từ bên trái đánh sang và giành chiến thắng, khiến cho Vương thân Ruper phải gọi đội kị binh của Cromwell là đạo quân "sườn sắt" (the Ironsides).

Cuộc nội chiến ngày càng tiếp diễn, vai trò của Cromwell ngày càng trở nên quan trọng. Cromwell đã tổ chức lại quân đội theo kiểu mẫu đạo quân "sườn sắt" và đại phá Vương quân trong trận chiến cuối cùng Naseby vào tháng 6 năm 1645. Đầu năm sau (1646), vua Charles phải chạy sang Scotland nhưng bị dân xứ này bắt được và giao cho nhân dân Anh.

Nước Anh thời kỳ này được trị vì bởi các lãnh đạo quân đội và nhóm dân biểu "còn lại" (the Rump) của quốc hội năm 1640, là những người rất trung thành với lý tưởng Thanh giáo. Các nhà lãnh đạo này đều cho rằng Charles không đáng tin cậy và độc đoán, cần phải trừ khử. Ngày 20 tháng 1 năm 1649, trước sức ép của nhân dân và quân đội,Charles bị đưa ra xét xử vì tội "phản bội". Ngày 30 tháng 1 cùng năm nhà vua bị kết án là "bạo chúa, phản bội, sát nhân và là kẻ thù của nhân dân" và bị xử tử trước sự chứng kiến của đông đảo quần chúng.

Oliver Cromwell sau đó lên nắm quyền, thiết lập chế độ độc tài khiến người dân oán hận. Tới khi Oliver Cromwell qua đời, nước Anh đã chán ngán với sự cai trị của Thanh giáo, nhiều người muốn dàn xếp những mối bất hoà cũ và khôi phục lại chế độ quân chủ, vua Charles II được mời quay trở lại triều đình năm 1660 nhưng vẫn muốn giữ những thành quả của cách mạng. Khi ấy Hiến pháp được đưa ra với quy định rằng Nhà vua và Nghị viện sẽ cùng cai trị, dù trên thực tế mãi tới thế kỷ sau quy định này mới được thực sự áp dụng trong thực tế. Với việc thành lập Hội Hoàng gia, khoa học và nghệ thuật được khuyến khích phát triển. Năm 1688, chế độ quân chủ lập hiến chính thức được xác lập, với Vương công xứ Orange là William III nắm quyền, nhưng quyền lợi lại nằm trong tay tư sản và quý tộc mới.