海战的全面展开
战争爆发时，意大利在地中海部署了49艘潜艇，对英、法航运进行侦察和袭击。但这些潜艇却被命令严格巡逻于指定的海区之内，同时意大利潜艇没有夜间水上作战的能力，故对英、法护航运输队的攻击，只能在白天从水下实施。所以战争初期意大利潜艇虽然在完成侦察任务方面有些成绩，但在破坏英、法航运方面却没有取得什么显著的战果。
在参战前几天，即1940年6月6日，意大利就在沿岸海区内布设防御性水雷障碍，几天之内即布下了数以千计的水雷。同时还派出6艘布雷潜艇在英、法占领区的港口周围和航道上布设了攻势水雷障碍。在意大利参战后6个月内，意大利在地中海共布设了16134枚水雷。意大利的水雷战收到了一些效果，在一定程度上限制了英、法舰队的自由活动。
6月28日上午，意大利“埃斯佩罗”号等3艘驱逐舰组成一支运输编队，在巴龙尼海军上校指挥下，从塔兰托港装运补给品，驶往北非。在公海上被英国侦察机发现并跟踪。当晚16时后，有5艘英国巡洋舰，利用黄昏时的日落余辉，距意舰20千米处进行攻击。意舰编队指挥官自知兵力悬殊，遂令其他2艘撤出战斗，自率“埃斯佩罗”号单舰作战以掩护其他两舰完成输送任务。最后，“埃斯佩罗”号被英舰集中火力击沉，但其他两舰得以安全抵达北非海岸。
由于法国投降后退出了地中海战场，使英国在北非面临意大利更加优势的兵力。从1940年6月至9月英国以相当物资和兵力加强马耳他岛和亚历山大港，而意大利方面也运输了14.8万吨的物资到利比亚。
1940年8月底，英国支援地中海舰队的海军作战舰艇，包括战列舰“勇士”号、航空母舰“光辉”号和两艘防空巡洋舰，利用当时地中海的恶劣气象条件，直接驶入地中海。
1940年10月28日，意军入侵希腊。为了对付意大利进攻希腊造成的局势，应希腊政府的要求，英国于10月30日占领了希属的克里特岛，以作为前进基地。
当时，由于英国战列舰“勇士”号、航空母舰“光辉”号和两艘防空巡洋舰已加入地中海舰队，英军在地中海的海军实力有了显著的增长，特别是舰载飞机有了加强。装备有新式战斗机和雷达设备的“光辉”号航空母舰，击落了一些意军的侦察机和轰炸机，从而使英国舰队的行动能保持不被意军发现。
10月27日，英军航空兵对塔兰托港进行侦察，获悉意大利的主力舰队均集中停泊在塔兰托港。11月11日傍晚，1架英军侦察机对塔兰托港实施了侦察。11月12日晚8时，“光辉”号航母驶到距塔兰托港170海里的爱奥尼亚海海面，分两波出动，每波以照明机领先，轰炸机居中，鱼雷机殿后。
攻击塔兰托的英国航空母舰“光辉”号
第一波12架20时40分起飞，23时到达塔兰托港上空。一小时后，第二波8架也到达。虽然意军有所准备，抗击的高射炮火也比较猛烈，但因有月光和照明机照明视界良好，意军停泊在外港的战列舰，轮廓非常清楚，故袭击效果很好，重创了意战列舰3艘，击沉巡洋舰2艘、轻伤战列舰1艘。造船厂也遭到严重破坏，迫使意大利舰队撤到那不勒斯港。英军只有两架飞机被击落，其余全部返回“光辉”号。
袭击塔兰托港后，英国在地中海的海上交通线可保持畅通，马耳他岛成了英国一个强大的前进基地。从埃及向马耳他岛进行补给基本上不受意大利海军的威胁。通过西西里海峡，从英国本土经马耳他到埃及的军事运输也较畅通。海上战场的有利态势，对英国正在进行的希腊防御战和利比亚进攻战起到了有力的支援作用。
以希腊和马耳他岛为基地，英国空军也从12月起对意大利南部各港口进行了轰炸，迫使意海军再次转移，并分为两部分，一部分到马达罗纳港，另一部分到卡利阿里港。这样意大利的海军主力进一步向地中海西部转移，使其海军在地中海的行动受到了很大的限制。
为改变这种被动的局面，1940年12月10日意大利海军进行了改组，海军参谋长由里卡迪海军上将担任，原舰队司令康姆皮翁尼海军上将担任海军副参谋长。改组后的意大利海军对前一段的海上作战行动进行了总结，充分强调了海军在地中海作战行动的长期性，以及控制地中海的海上交通线对其在利比亚和阿尔巴尼亚陆上战场的重要性。
1940年底，希特勒派出了约500架飞机，组成第10航空兵团，进驻西西里岛。其任务是保卫轴心国至北非的海上运输，阻止英国运输船队通过中地中海，并对马耳他岛实施空袭，使其处于瘫痪状态。
1941年1月6日，英国的一支由4艘船只组成的运输船队，在2艘战列舰，1艘航空母舰，4艘巡洋舰和若干艘驱逐舰的掩护下，经直布罗陀驶往马耳他和希腊。与此同时，以“厌战”号和“勇猛”号战列舰、“光辉”号航空母舰和7艘驱逐舰组成的编队，从亚历山大港出发前去接应这支运输船队。1月10日，会合后的英舰队在马耳他岛以西遭到了来自西西里岛的50架德军飞机轰炸。德机集中火力轰炸了英“光辉”号航空母舰，使其受重伤。
次日，英国的护航舰队在返回亚历山大港的途中再次遭到德机的袭击，英巡洋舰“格洛斯特”号和“南安普敦”号被击伤，后者因损伤严重，被迫自沉。
德国空军参加地中海的作战，使塔兰托事件后开始对英军有利的地中海形势发生了逆转。这使英国向中东的补给，必须绕过好望角，然后通过红海与苏伊士运河。这是一条非常漫长而且并不安全的航线。
1941年初，德国和意大利的军事首脑在梅拉诺举行了3天的会议，在会上，德军谎称他们已击沉了英国的“厌战”号和“巴勒姆”号两艘战列舰，因此意海军以为在地中海英军只有1艘战列舰了。
1941年3月26日深夜，安杰洛·伊亚金诺海军上将指挥一支分舰队从意大利南部的港口出发，驶向克里特岛海域，准备在英国运输船队开往希腊的途中进行截击。但此行动立即为英军指挥部获悉，于是英军命令运输船队迅速返回基地，并从亚历山大港和比雷埃夫斯港出动了由航空母舰“可畏”号和3艘战列舰、4艘巡洋舰、13艘驱逐舰组成的分舰队。(https://www.daowen.com)
3月28日拂晓，英航空母舰的侦察机发现了意舰队，稍后，意巡洋舰弹射的1架侦察机也发现了英巡洋舰编队。于是双方展开了炮战。
海战中，英军舰载航空兵对意海军编队进行了轮番袭击，使意战列舰“维托里奥·万内托”号遭受重伤。为扭转被动局面，意海军伊亚金诺将军一再申请空中支援。但德第10航空兵团以英舰位置不明为由按兵不动，意舰队只能后撤。但英军舰载飞机的袭击一直持续到天黑，意大利巡洋舰“波拉”号被炸成重伤，于是意方派出两艘巡洋舰和两艘驱逐舰去援救“波拉”号。
在距马塔潘角西南100海里的海面，这支意大利海军编队在夜暗中同突然赶来突击意舰的英国分舰队遭遇，英国战列舰借助于雷达在近距离内以重炮轰击，最后意大利有3艘巡洋舰和2艘驱逐舰被击沉、1艘新式的战列舰重伤，约3000名海军官兵葬身海底，而英军仅损失飞机1架，护航舰艇和运输船无一损伤。
由于意大利海军的重大损失，在一个时期内，英国地中海舰队能够较顺利地破坏德、意向北非的军事运输并确保自己海上运输的安全。
1941年4月，德、意军队开始入侵希腊。在兵力居优势的德意军队面前，希军大部分投降。为了不再使国家遭受战争的躁蹭，希腊国提出了非正式的建议，要求英国不再向希腊派遣部队，并撤走已在希腊的英国部队。为此，驻希腊的英联邦部队向克里特岛和埃及撤退。
克里特岛位于地中海东部，全岛面积约8220平方千米，岛的北部地势平坦，建有3个机场和两个港口，并有一条公路相连。克里特岛是西欧到中东的海上必经之地，是爱琴海的门户，是英国防守马耳他岛和埃及苏伊士运河的一个前哨据点。它与马耳他岛、亚历山大港互为犄角，对英国在地中海的作战活动具有极大的战略意义。
为了确保英国在地中海、北非和中东的利益，英国战时内阁决定抽调从希腊撤出的兵力的40%，来加强克里特岛的防御。
为了夺取克里特岛地区的制空权，德军航空兵从4月底开始对岛上的英军机场进行空袭，到登陆前五六天，又开始增大兵力和强度，进行更加猛烈的袭击。
5月20日凌晨，德军的空降引导小组先行空降，尔后用发光信号为运输机和滑翔机标示了空降地区。21日夜，德军派出了一支由摩托艇队组成的海上登陆输送队，携带大炮、汽车和轻型坦克，由鱼雷艇护航，企图利用夜暗将山地步兵营运至克里特岛，增援空降部队。
准备转移到克里特岛作战的德国第六山地军
正在克里特岛以西海域巡逻的一支英巡洋舰编队，在离该岛20海里处发现了该摩托艇队。英巡洋舰编队对其进行了截击。经两个半小时战斗，击沉德军运兵的轻帆船12艘、商船3艘，溺毙德军4000余人。
当晚，另有英军3艘驱逐舰炮轰了德军在罗德岛的主要空军基地。同时，由2艘战列舰和8艘驱逐舰组成的分舰队，在罗林斯海军少将指挥下，也在克里特岛以西海域警戒，以阻止意大利海军配合德军人侵克里特岛。
22日黎明，又有1艘德军运兵船被击毁。10时，一支德军登陆兵输送队被英国舰队发现，德军船队立即返航。而英国舰队却遭到了德国空军的袭击，前后被击沉巡洋舰2艘、驱逐舰1艘，被击伤战列舰1艘、巡洋舰2艘。
到22日，德军的空降部队修复了马利姆机场、并开始以平均每小时20架次运输机和滑翔机的速度向岛上运送部队。
随后几天里，英军在海上、陆上接连失利。5月23日，驶往亚历山大港的2艘驱逐舰被德机炸沉。26日，在攻击卡尔帕托斯岛上的机场时，“可畏”号航母和另1艘驱逐舰遭受重伤。
26日深夜，英军决定撤离克里特岛。5月28日，根据坎宁安将军的“决不撇下陆军不管”的指示，英3艘巡洋舰和6艘驱逐舰从亚历山大港起航，开往克里特岛的伊拉克林地区。29日、30日夜，都有英舰船接运守岛部队外撤。
经过3天奋战，英海军舰船从克里特岛撤出陆军部队的75%约17000人。在撤运过程中，有3艘巡洋舰和6艘驱逐舰被击沉，1艘航空母舰、2艘战列舰、5艘巡洋舰和7艘驱逐舰被击伤。
6月1日，德军占领了全岛。此次战役，英军伤亡1.3万人，但由于他们的顽强抵抗，德军损失了400架飞机，伤亡1.5万～2万人，其中包括德军唯一的1个空降师官兵5000人。