Britanski nosači aviona klase Invincible vuku svoje poreklo iz nacrta za 6 000-tonsku, eskortnu krstaricu nosač helikoptera, naoružanu vodjenim raketama, koja je trebalo da zameni mnogo veću klasu flotnih nosača aviona, CVA-01. Odustajanje od projekta CVA-01 1966. godine značilo je da će manja krstarica morati da sprovodi i protivpodmorničku borbu.

Shodno postavljenim zahtevima, pripremljena su dva konstruktivna rešenja; krstarica deplasmana 12 500 tona sa raketnim naoružanjem na pramcu i letnom palubom za 6 helikoptera Westland Sea King na krmi (rešenje slično italijanskom Vittorio Veneto) i veći brod, deplasmana 17 500 tona sa 9 helikoptera Sea King i raketnim naoružanjem na pramcu. Do 1970. godine drugi ponudjeni dizajn evoluirao je u zahteve za komandnu krstaricu deplasmana od 18 750 tona.

Ekonomski problemi u Velikoj Britaniji ranih sedamdesetih godina odložili su radove na novim brodovima, ali je nastavljen razvoj. Brod je naručen od brodogradilišta Vickers 17. aprila 1973. godine.

Konačno, maja 1975. godine vlada je odobrila mornaričku verziju aviona Hawker Siddeley Harrier, koji je uspešno razvijen u verziju Sea Harrier. To je značilo da je dizajn morao ponovo na doradu. Kako bi se mogli koristiti znatno opterećeniji avioni STOVL, u konstrukciju broda je ugradjena „skakaonica“. Nagib skakaonice kod nosača Invincible i Illustrious iznosi 7º, a kod nosača Ark Royal 12º. Od 1976. godine ovim brodovima je pridodata i uloga nosača helikoptera u cilju pojačanja severnog krila NATo-a u Norveškoj. 1998. godine u operativu ulazi nosač helikoptera HMS Ocean, razvijen na bazi nosača klase Invincible.
CIWS topovi su dodati dizajnu nakon Foklandskog rata. Na nosač aviona HMS Illustrious topovi su ugradjeni u poslednji trenutak pred prijem u operativnu upotrebu, dok su na HMS Ark Royal ugradjeni planski u toku izgradnje broda. Na HMS Invincible su ugradjeni tek na prvom dokovanju, a nakon Foklandskog rata.

U sklopu opsežnih modernizacija, raketni sistem Sea Dart je demontiran što je povećalo slobodan prostor na palubi. Prostor za smeštaj projektila za raketni sistem Sea Dart iskorišćen je u smislu povećanja prostora za smeštaj naoružanja za PVO broda, a i ugradjena je oprema za manipulisanje helikopterima Merlin koji su zamenili helikoptere Sea King.

Avioni Sea Harrier zvanično su povučeni iz upotrebe 1. aprila 2006. godine. Do povlačenja nosača aviona klase Invincible iz operativne upotrebe (poslednji iz upotrebe izlazi HMS Ark Royal 2015. godine), na njima će bazirati avioni Harrier GR9.
Konačno, nosače aviona klase Invincible će, po odlasku u zasluženu „penziju“, zameniti novi nosači aviona klase Queen Elisabeth koji će imati deplasman od oko 65 000 tona.