伦敦之危虽然解除，但1643年整个军事形势对议会军仍然十分不利。在北部，王军占领了约克郡的几个大城市，南下进逼林肯郡。西部王军把议会军赶出了南威尔士，占领了多塞特郡。7月26日，鲁珀特亲王率王军攻占了英国第二大海港城市布里斯托尔，掳获了大批物资，并使该港成为王军的“军用仓库”。随后，亲王又率军围攻议会军西部重镇格洛斯特。在西南部，沃勒将军指挥的议会军几乎全军覆没。同年秋，王军兵分三路进攻伦敦，首都再次告急。
这一次，伦敦民兵再显神威。他们组成4个团队，与埃塞克斯统率的议会军一起，横越绵亘西部的丘陵地带，于9月上旬解除了王军对格洛斯特的包围。接着，议会军与伦敦民兵回师救援伦敦，9月20日在纽伯里与王军发生激战，挫败王军的进攻，使伦敦再次转危为安。尽管如此，至1643年底，王军控制了北部五个郡、西部各郡和威尔士，以及中部的牛津郡和柏克郡，几乎占领了3/5的国土。
议会军之所以在内战初期多次失利，既有政治上的原因，又有军事上的原因。从政治上看，主要是由于掌握议会领导权的长老派动摇妥协，不愿与国王彻底决裂。他们满足于既得利益，企图通过战争迫使国王妥协和让步，而无意推翻王权。议会军统帅埃塞克斯等人消极怠战，只是想显示军威，以等待国王的让步。从军事上看，议会军因缺乏训练，人数虽众但军事素质较差；而王军主力骑兵部队多由作战经验丰富的贵族、骑士及其仆从组成，能征善战。而议会军将领多为优柔寡断、昏庸无能之辈，他们缺乏主动进攻精神，执行消极防御的战略，因而使议会军陷入被动挨打的境地。
在议会军节节失利的情况下，涌现出了杰出将领克伦威尔。奥利弗?克伦威尔出身于亨廷顿郡的新贵族家庭，1628年进入议会，1641年参与起草《大抗议书》。内战一爆发，他组织了一支骑兵队，加入议会军，并参加了埃吉山之战。1642年底，在克伦威尔的组织下，诺福克、萨福克、剑桥、埃塞克斯和赫里福德等东部五郡，组成“东部联盟”，共同对付王军。随后，林肯郡和亨廷顿郡也加入该联盟。到1643年6月，东部联盟军达到1.2万人，由曼彻斯特任司令，克伦威尔任副司令兼骑兵司令。这支军队主要由自耕农和手工业者组成，纪律严明，英勇善战，深受群众欢迎，逐步发展为议会军的主力。当议会军在北部、西部和西南部屡遭败绩的时候，东部联盟军却于1643年5～10月在林肯郡的格兰瑟姆、盖恩斯伯勒和温斯比连战皆捷。
战争进入1644年，议会军的形势大有好转。早在1643年9月，英国议会和苏格兰人签订了《神圣同盟和公约》。苏格兰军队于1644年1月越过边界攻入英国。利文伯爵率苏格兰军解放了约克郡大部地区，并同斐迪南德?费尔法克斯指挥的议会军会师。与此同时，东部联盟军收复了林肯郡的大部地区。5月，东部联盟军与上述两支军队会师。6月，议会军开始围攻王军北部要塞约克城。
为防止王军的“北方首都”——约克城的陷落，查理一世命鲁珀特亲王率王军从兰开夏火速北上，驰援约克城。6月底，鲁珀特与纽卡斯尔指挥的约克城守军会合。议会军自动撤围，向西撤退。7月初，两军在马斯顿荒原发生了内战以来首次大规模的会战。
马斯顿荒原位于约克城以西7英里处，荒原东西长约1.5英里，南部边缘是一条宽阔的深沟，沟南有一座长满灌木和黑麦的小高地。7月2日上午9时许，鲁珀特率部来到荒原东端的一个村庄，并迅速占领整个荒原。正在西撤的议会军获悉后，立即调头迎击。14时左右，议会军集结在沟南的小高地上。双方都按照步兵居中、骑兵两翼的原则进行部署。
王军的部署是纽卡斯尔率步兵居中，鲁珀特亲王率骑兵位于右翼，戈林率骑兵在左翼。鲁珀特根据埃吉山的经验，成梯次配置兵力，把前沿推向沟边，主力在后，以便实施防御和反击。议会军斐迪南德?费尔法克斯率步兵居中，克伦威尔率骑兵在左，托马斯?费尔法克斯率骑兵在右。王军在沟北，议会军在沟南列阵。
时值炎夏，天气闷热，不时地下着阵雨。双方都等待着对方首先出击。直到18点多钟，阵地上仍然没有动静。鲁珀特的军队经过近1个月的跋涉，显得疲惫不堪。鲁珀特和纽卡斯尔都认为当天不会发生战斗，并准备回后方用餐、休息去了。
然而，正当鲁珀特和纽卡斯尔准备度过一个平静的夜晚时，约19点，议会军左翼骑兵高呼：“天兵杀过来了！天兵杀过来了！”首先冲下高地，直扑敌军。接着，中路步兵和右翼骑兵也冲向敌阵。克伦威尔指挥左翼骑兵越过深沟，很快摧毁了王军第1线骑兵。随后，莱斯利率苏格兰骑兵投入战斗，冲垮了鲁珀特的第2线骑兵。鲁珀特本人在苏格兰骑兵的追击下，向约克城方向落荒而逃，总算保住了性命。
战斗进行约1个半钟头，议会军左翼已取得了胜利。但与此同时，议会军中路步兵和右翼骑兵受到纽卡斯尔的王军步兵和戈林所率王军骑兵的猛烈反击。议会军步兵在王军的反击下，步兵后退，最后退到小高地后面，其右侧受到戈林骑兵的打击，处境不妙。在此关键时刻，克伦威尔命莱斯利率部追击鲁珀特的残部，他本人则率骑兵迂回到戈林的背后，由北向南发起进攻，一举击溃戈林骑兵。随后，克伦威尔又集中兵力打击楔入议会军阵地中央的纽卡斯尔的王军步兵，大获全胜。 大约22点，战斗结束。此役，议会军共投入兵力2.7万人，其中骑兵7000人；王军投入1.8万人，其中骑兵7000人。结果，王军死亡三四千人，被俘1500人，损失大批物资。7月16日，议会军乘胜占领约克城。通过马斯顿荒原之战，王军的北方据点被摧毁，议会军扭转了迭遭失利的局面，从此掌握了战略主动权。此役既是英国内战的转折点，也是克伦威尔一生的转折点。克伦威尔在会战中坚决果断，大胆迂回，巧妙机动兵力，对取得会战的胜利起到了决定性的作用。克伦威尔的部队从此以“铁骑军”而闻名全国。
马斯顿荒原之战后，形势对议会军十分有利。议会军乘胜解放了北部地区。王军士气低落，兵力薄弱，处境危殆。但是，掌握议会军领导权的埃塞克斯、曼彻斯特等人昏庸无能，作战不力，使王军获得了喘息之机。
1644年8～9月，埃塞克斯奉命前往西南地区作战。由于孤军深入，在康沃尔郡陷入王军包围，他的步兵遭到全歼，他本人从海上逃脱。同年10月27日，国王率军进攻纽伯里，克伦威尔等人率军痛击王军的两翼，但坐镇中路的曼彻斯特却迟迟不肯出缶，使国王安然撤离战场，返回牛津。两周后，国王重整旗鼓，再次进攻纽伯里。这一次，曼彻斯特拒绝协同打击王军，使国王又从容撤退。 广大群众对议会军主要领导人埃塞克斯、曼彻斯特屡战不利、贻误战机十分不满。以克伦威尔为首的独立派军官对长老派将领把持军权、作战不力提出抗议。在1644年11月10日唐宁顿堡召开的议会军军事会议上，克伦威尔猛烈地抨击了曼彻斯特等人的行为。他说，议会军之所以陷入被动，“完全归咎于曼彻斯特伯爵，自马斯顿之战以来，他就怕打胜仗，他就怕一次具有决定性意义的大胜仗。”对此，曼彻斯特辩解说：“如果我们把国王打败99次，他仍然是国王，在他之后，他的子孙也仍然是国王。但是如果国王哪怕只打败我们一次，我们就将统统被绞死，我们的子孙将变为奴隶。”
11月23日，克伦威尔就这一问题向议会作了报告。在报告中，他尖锐地抨击了曼彻斯特所犯的错误，并称他为“导致议会军失败的罪人”。与此同时，曼彻斯特则指责克伦威尔不服从命令，企图搞叛乱。议会就此展开辩论，长老派议员同情曼彻斯特，独立派议员则支持克伦威尔。后来在克伦威尔等独立派议员的强烈要求和广大人民群众的压力下，议会被迫决定改组军队。
1644年12月19日，下院首先通过《自抑法》，规定议会议员不得担任军职。于是，埃塞克斯、曼彻斯特等人被迫交出军权。1645年1月，下院又通过了《新模范军法案》，规定建立一支人数为2.2万的新模范军，其中骑兵约占1/3；确定从国家预算中每月拨出4.5万镑，以用于军需；任命托马斯?费尔法克斯为总司令，统一指挥全军；全军实行统一的军服，统一的纪律，统一的编制；为保证足够的兵员，决定实行强迫募兵的原则等。这两项法案随后获得了上院的批准。
作为议员的克伦威尔本应辞去军职，但应总司令托马斯?费尔法克斯的坚决要求，议会同意任命他为副总司令兼骑兵司令。从此，克伦威尔一身二任，在军队中代表议会，在议会中代表军队。以他为首的独立派掌握了军队的实权。
《新模范军法案》的实施在英国、乃至世界军事史上都具有重大意义。从此，英国建立了历史上第一支正规军队。它以克伦威尔的“铁骑军”为样板，以东部联盟军为基础，以新提拔的大批优秀军官为骨干，纪律严明，士气高昂，指挥统一，战术灵活，成为摧毁王军的核心力量。
独立派掌握军权后，一改过去被动防守、等待作战的消极战略，采取主动进攻、迫敌决战的战略。经过整编后的议会军力量大增，官兵都有一股强烈的求战意识。
1645年4月，费尔法克斯主动出击，率兵进攻国王大本营牛津。国王为摆脱困境，决定向东突围，并相机进袭伦敦。费尔法克斯立即下令撤围，跟踪追击。6月12日，议会军追击王军至北安普顿郡，距王军驻地仅8英里。第2天，克伦威尔率部赶到，与费尔法克斯会合。6月14日，双方在纳斯比附近展开了决战。
这是一场命运攸关的会战。双方统帅都清楚地意识到这一点。议会军集中了1.4万人，其中骑兵6500人，而王军则拼凑了7500人，其中骑兵4000人。
纳斯比位于北安普顿郡的西北部，是一个古老的山村，有居民七八百人。议会军的辎重和给养都放在该村。村北约1.5英里处，有一个小高地，这是议会军的阵地。议会军在小高地上面北列阵，居中的是费尔法克斯统率的步兵，分为两线；骑兵置于左右两翼，克伦威尔在右，爱尔顿在左，在爱尔顿的极左侧还有1000名龙骑兵。王军面南布阵，居中的是国王亲自指挥的步兵，左翼为兰代尔指挥的约克郡骑兵，右翼为鲁珀特和莫里斯指挥的骑兵。两军之间有一块不大的草原。
14日清晨，议会军为诱使王军速战，根据克伦威尔的建议，从高地顶部稍微后撤。鲁珀特亲王亲自来到前沿侦察，发现议会军后撤。为防止议会军“逃脱”，便下令王军快速进攻。10时30分，王军全线出击。鲁珀特率骑兵直扑爱尔顿的骑兵阵地。爱尔顿率部奋起反击，但不幸他本人肩部和腿部都受到重伤，一度还落到王军手中，队伍大乱。但鲁珀特又犯起了老毛病，他追击爱尔顿的骑兵，一直追到纳斯比村，企图夺取议会军的辎重和给养，不料议会军的辎重有炮队保护。鲁珀特为攻占该村，浪费了极为宝贵的时间。
