Сведения Флеминга были настолько точными, что Уолсингем в марте 1587 года представил королеве копию доклада Санта-Круса своему королю (это был подробнейший отчёт об армаде и её кораблях, снаряжении, вооружённых силах и запасах). Из другого доклада Стэндена в июне того же года вытекало, что армада не сможет выступить в поход в 1587 году, что давало англичанам время для неспешной и тщательной подготовки.

Одновременно с агентурной работой по выявлению планов Филиппа II, Уолсингем проводил и то, что теперь называют «активными мероприятиями». Вот лишь несколько примеров. Генуэзских банкиров склонили к тому, чтобы они воздержались от предоставления займа Филиппу II, что значительно затруднило формирование флота. В начале 1587 года англичанин Ричард Гибс, выдававший себя за католика, сообщил испанцам заведомо ложные сведения о Темзе: она, мол, слишком мелка для испанских кораблей.

Наконец, когда армада уже должна была двигаться к берегам Англии, Уолсингем, чтобы помешать вербовке английских и ирландских католиков в испанские войска, организовал распространение по всей Англии и Ирландии «предсказаний» своего астролога Джона Ли, согласно которым должны начаться страшные бури, которые рассеют вражеский флот и погубят всех, находящихся на кораблях.

24 мая 1588 года армада отплыла от испанских берегов, взяв курс на Англию. Буквально накануне внезапно умер адмирал Санта-Крус. Он был заменён герцогом Медина-Сидония, полным невеждой в морском деле. Путь армады прослеживался агентами Уолтингема почти на всём протяжении Атлантического побережья, вдоль которого она двигалась. Английские капитаны знали время прибытия неприятеля, слабые стороны испанских галионов. В конце июля «Непобедимая армада» была полностью разбита и рассеяна английским флотом.

Вскоре после разгрома «Непобедимой армады» Фрэнсис Уолсингем, выполнив главное дело своей жизни, умер.