丘吉尔以一个工作狂的面目出现在海军部。他立即在海军部建立了参谋人员值班制度，规定值班人员在必要情况下发紧急警报。他极力造成一种临战气氛，促使部内各级人员相信来自德国的进攻已迫在眉睫。在他办公室写字台后面的墙上挂着一幅北海大地图，他让参谋人员用小纸旗在图上标出德国海军兵力部署的变动情况。他认为这不仅可以使自己一上班就能详细了解敌方舰队的活动情况，还可以使自己和海军部的同事“经常保持敌情观念”。他经常乘坐皇家海军的“魔女号”快艇外出视察海军部队，几乎走遍了所有最主要的海军基地，视察了所有的大型军舰，详尽地掌握了海军各方面的第一手资料。跟随他一起来到海军部的私人秘书埃迪·马什在给朋友的信中写道：
“温斯顿每天至少工作八小时……，甚至连星期天也不能由我自己支配，在最近这四天中，我有三天时间是在‘魔女号’上度过的。我们已经规定了新的戒律，‘第七天是海军大臣的安息日，而在这一天我等却要做各种各样的工作’。”
丘吉尔请资深海军上将约翰·费希尔爵士担任自己的非正式顾问；任命海军上将弗朗西斯·布里奇曼爵士为第一海务大臣，取代了年龄几乎大丘吉尔一倍、声望极高、思想却跟不上形势的海军上将阿瑟·威尔逊爵士；任命巴滕贝格的路易斯亲王为第二海务大臣，后来又令其取代布里奇曼爵士成为第一海务大臣；又任命海军中最年轻的将官、40岁的海军少将戴维·贝蒂为自己的私人海军事务秘书。这些任命都是丘吉尔到任后几个星期内发布的。
1912年1月，丘吉尔在海军部正式建立了作战参谋部，由第一海务大臣具体领导。丘吉尔还下令对参谋人员进行培训，并要求将英国自古以来的海战范例作为培训教育的重要组成部分。这一措施收到了明显效果，有几项重要的战略设想就是由作战参谋部提出来，而且在战争爆发后予以采用了的。比如，对德国实行的“远距离封锁政策”即是一例。
丘吉尔勇于任事、雷厉风行的果断作风与海军部的传统行政模式从一开始就产生了较严重的矛盾。海军部不同于商务部，它的行政事务按惯例是由四位海务大臣协同海军大臣共同处理的，海务大臣们握有较大的实际行政权力。丘吉尔认为这种局面对于即将来临的战争而言是很糟糕的。他开始改变海务大臣们的职能，向他们发出强制性指令，要求他们服从海军大臣的权威。布里奇曼爵士就是不满于此并与丘吉尔发生争执而丢掉了自己的职位；丘吉尔坚持要他以健康原因辞职，而以更听话也更有能力的路易斯亲王作第一海务大臣，为此丘吉尔遭到了保守党人的抨击。但有时丘吉尔也不得不作些妥协。比如，海军中一些高级指挥官对丘吉尔在视察中允许低级军官和士兵发表意见甚至批评自己的长官深表不满。一次，挨了批评的诺尔基地司令、海军上将理查德·普尔爵士就此向更高当局提出申诉，丘吉尔提出要解除这位司令的指挥权，由于第二、第三、第四海务大臣联名以提出辞呈相要挟，丘吉尔被迫收回了自己的意见。
丘吉尔的做法在低级军官和士兵中却大受欢迎。他提高了已有半个世纪没变动过的士兵薪饷标准，修改了军纪条例中的某些处罚士兵的荒唐规定，并为士兵升迁为军官打开了一条尽管还十分狭窄的通道，规定优秀的士兵可以被任命为军官。海军的《舰队》月刊在丘吉尔任海军大臣约一年后曾撰文指出：“在海军历史上，对处理下级军官与士兵的各种待遇，还没有一位海军大臣能比温斯顿·丘吉尔具有更为实际的同情心。”
在推动海军进行更大规模的建设方面，他显然比他的前任麦肯纳做得要好，这一点是海军中从上到下都有目共睹的。丘吉尔一改过去“主张节俭”的旧形象，大力主张英国在与德国进行的海军军备竞赛中要压倒对方，因而提出了高额海军预算。1912年1月，德国想同英国就限制海军军备达成某种程度的相互谅解，这显然是一种外交上的策略手段；因为当英国政府的代表、陆军大臣霍尔丹到达柏林时，德国皇帝威廉二世在国会宣布将大幅度增加德国的军费开支。这位被称为“凯撒”的威廉二世在讲话中宣称：“支持和加强德国在陆地和海上的国防实力，是我的永恒职责和本分。”他还说，德国人民“并不缺少能够拿起武器”的年轻人。
1912年2月，丘吉尔在格拉斯哥发表了一篇针锋相对的演说。他宣称，英国人从儿童开始就受到热爱海洋的教育，有当海军的精神准备，英国从来都不缺海员。他强调指出：“英国海军是一支无比强大的防御力量。”他特别提到海军对英德两国的不同意义：“英国海军对我们来说是必需的。而德国海军，从某种意义上说，对德国人是一种奢侈。我们的海军实力直接关系到英国本身的生死存亡，是我们生存的保证。对于德国人来说，海军实力就是扩张。”丘吉尔的演讲在德国和英国都引起了不满。威廉二世斥其为“狂妄自大”；英国内阁中则有人认为丘吉尔讲话太激烈，不慎重。但英国新闻界对这篇演讲却好评如潮。《泰晤士报》甚至认为丘吉尔的演讲“或许是……自1889年乔治·汉弥尔顿勋爵发表的著名声明以来，对海军政策作出的最好说明”。
1912年春，丘吉尔提出削减地中海舰队，集中兵力加强北海海域的防卫，由于保守党人的反对，这项计划在实施时被大打折扣。丘吉尔还认为，为了“在必要时刻到来的时候，保障……我们选择的自由和保持举足轻重的力量，事先对法国政策施加影响，这样做是完全必要的”。为此他与法国海军部举行了非正式会谈。但他也清楚地知道，自由党的广大党员反对与法国结成任何联盟，因此他只能将会谈局限于互通情报而不相互承担义务。
丘吉尔在领导海军战备工作的过程中，充分注意了科学技术的发展对提高军队作战能力的重要作用。他决定使用石油取代煤作军舰的燃料；在他的坚持下，内阁终于同意以200多万英镑购买英国—伊朗石油公司的控制权。后来的事实证明，这是一项效益十分显著的投资少、收益大的成功生意。他冒着风险决定将新型军舰上的主力火炮由13．5英寸口径改为15英寸口径，后来实践也证明了他的决定的正确性。他极力鼓励皇家海军航空兵部队在使用水上飞机和飞艇方面进行大胆试验，他甚至自己也学会了开飞机。
进行技术更新的昂贵投资使海军的费用大幅度增加。丘吉尔在提出1913年的庞大海军预算时，不得不非常策略地建议英国与德国进行谈判以暂停海军军备竞赛。其实他心里早已认定英德之间的战争是不可避免的。事实上德国人对此建议毫不理睬，因此丘吉尔能够在同年11月理直气壮地提出警告说，海军的1914年预算又将比上年更加庞大。担任财政大臣的劳合—乔治虽然在战争问题上与丘吉尔态度一致，但也认为海军部的预算是过于庞大了。他在伦敦《每日纪事报》于1914年元旦发表的一篇文章中暗示说，伦道夫勋爵宁愿辞职也不同意过分庞大的军费开支。而丘吉尔微妙地反击道，他自己对“凡属此类性质的重大问题，如果内阁尚在考虑之中，就不接受报界的采访。”两个人的矛盾在逐步升级，似乎只有一方辞职才可能结束冲突。但劳合—乔治认为内阁不能少了丘吉尔这样杰出的人才，他甚至说，丘吉尔留在内阁里“值百万英镑”。于是，1914年1月，丘吉尔与劳合—乔治两人进行了被丘吉尔形容为“一场文雅却又要命的”谈判。后来他俩又与首相阿斯奎斯进行了三人会谈，最终达成了一项妥协。丘吉尔1914年的海军预算几乎被全盘接受，但他也被迫承诺在编制1915—1916年度预算时要紧缩开支。建造巡洋舰和鱼雷艇的计划被削减了，但建造战列舰的计划被完全通过。1914年3月，丘吉尔就海军预算问题在下院发表了被《每日电讯报》称为“篇幅最长，或许也是最有分量和最有说服力的”演讲。
1914年7月24日，奥地利向塞尔维亚发出最后通牒的消息传到伦敦。第二天是星期六，丘吉尔正和家人在克鲁默度周末时，又听到消息说，塞尔维亚实际上已接受了奥地利提出的要求。星期天晚上丘吉尔返回伦敦后，立即认可了第一海务大臣路易斯亲王已经作出的取消次日疏散舰队计划的决定。在其后的一周里危机进一步加深。7月30日奥地利对塞尔维亚宣战，丘吉尔遂命令各舰队立即进入战斗岗位。此时内阁大多数成员正在为战争的前景忧心如焚，而丘吉尔却信心十足，精神振奋，他在给妻子的信中说：“发生的每件事都在导致灾难和崩溃。我感到有趣、亢奋和快乐。难道造成这种状况还不可怕吗？采取种种防范措施强烈地吸引着我，我乞求上帝宽恕我这种令人可怕的轻率情绪。然而为了和平，我将竭尽全力，没有什么能诱使我会不公正地去回击这种灾祸。”
丘吉尔向内阁提出了实行海军总动员的要求，但内阁未予通过。8月1日晚，丘吉尔收到“德国已对俄国宣战”的电讯，他立即到唐宁街10号对首相说，他准备先自行下达总动员令，然后再请内阁追认。第二天，内阁开会批准了这一决定。8月4日，内阁在得到德军已侵入比利时的消息时，决定向德国发出最后通牒，要求德军在当晚11时以前从比利时撤退；德国方面未予答复。晚上，丘吉尔在海军部，“与为数不多的海军将校们以及一班秘书人员，手中拿着笔，等待着”宣战时刻的到来。当大笨钟敲响11点时，海军部对德国作战的命令已经发出。此刻，许多内阁大臣都满腹失望的情绪，显得忧心忡忡。而丘吉尔则完全两样，他迈着坚定的步伐，在民众的欢呼声和《上帝保佑英王》的国歌声中穿过近卫骑兵检阅场，再次去唐宁街10号向首相通报情况。据两次看到他去拜访首相的人说：“他的表情并不沮丧，也不得意洋洋，毫不感到惊诧。他径直走了，就像一个人去从事一件极其习惯的工作一样”；他“面带笑容大步朝内阁那带双扇大门的房间走去”。
在宣战后的几周内，丘吉尔和他建立的海军部执行委员会每天上午开碰头会，对如何调动舰队，在各个海域中拦截德国巡洋舰和商船进行研究和部署。最初的战况令丘吉尔和海军部感到失望，拦截德国战列巡洋舰“戈本号”和轻型巡洋舰“勃赖斯劳号”的行动，由于海军作战参谋部的指令混乱以及英国地中海舰队总司令的判断失误而招致失败。此后情况有所改观。8月27日至28日，英国轻型舰艇部队在赫尔戈兰岛附近对德国舰队展开攻击，关键时刻英国的战列巡洋舰赶到，使双方力量的对比发生了变化，结果使德国损失了3艘轻型巡洋舰和一艘驱逐舰，其他几艘巡洋舰也受到重创，而英国海军的损失轻微。这一仗极大振奋了英军的士气，被欢呼为一次重大胜利。德国方面则严令海军指挥官今后应极力避免采取冒失行动。
德国人很快就有了报复的机会。9月22日，德国潜艇在荷兰沿海成功地用鱼雷击沉了英国的3艘老式装甲巡洋舰“克雷亚号”、“霍格号”和“阿布金尔号”，舰上人员有三分之二丧生，总数达一千四五百人。这类陈旧而缓慢的军舰在敌方潜艇容易到达的海域巡逻，早就引起了人们的议论，一些英国军官甚至称其为“活钓饵中队”。丘吉尔在听到议论后立即警觉起来，在出事的几天前就下达了改变部署的指令，但由于海军作战参谋部的延误，未能避免灾难的发生。与此同时，丘吉尔应法国人的请求，向敦刻尔克派出了海军陆战队。他征用了50辆伦敦的公共汽车把部队运往海滨，又把他们安全运过了英吉利海峡，并多次亲自到前线去视察。但战斗并没发生，人们看到的只是丘吉尔和他的部队在前线跑来跑去，因此戏称其为“敦刻尔克马戏团”或者“丘吉尔马戏团”。上述事件为丘吉尔招来了广泛的批评；但招致更多物议的还是此后不久发生的安特卫普事件。
当时德国人正在法国和比利时境内向前推进。8月20日，布鲁塞尔陷落。10月2日，伦敦得到消息说，比利时政府已经决定放弃安特卫普，准备撤退到奥斯坦德。此刻阿斯奎斯首相正在外出途中。丘吉尔、外交大臣格雷和新任陆军大臣基奇纳经过商议后决定要求比利时政府坚守安特卫普。恰逢丘吉尔正要再次去敦刻尔克访问，于是大家一致认为丘吉尔应在去法国期间到安特卫普转达上述意见，并了解该地的军事形势。
10月3日下午丘吉尔到达安特卫普，与比利时政府进行了商谈。比利时人同意在该地坚守10天左右，以等待协约国援军的到达。丘吉尔也当即命令敦刻尔克的英国海军陆战队先派两个旅来增援安特卫普。10月4日，丘吉尔致电阿斯奎斯，请求准予辞去海军大臣职务，并授予他在安特卫普的正式军事指挥权。基奇纳表示可以授予丘吉尔中将军衔；但首相认为这样做似乎太离谱，因而拒绝了这一考虑。阿斯奎斯在日记中写道：“‘温斯顿从前是一名骠骑兵中尉，如果接受他这个建议，他就有权指挥两名卓越的少将，更不要说准将、上校等军官了，可是海军只不过提供了很少几个旅的兵力。’内阁用笑声对这一想法表示欢迎，最后则任命中将亨利·罗林森爵士统率安特卫普的英国军队。”
丘吉尔遭到拒绝后再次提出请求，坚持要求留在安特卫普。他实际上已将该地的领导权抓在自己手中。他任命海军情报处长奥利弗将军为他的秘书，帮他处理各种军务，并亲自冒着猛烈的炮火到各处视察。
但是，内阁要丘吉尔立即赶回伦敦履行自己的职务。10月6日，罗林森爵士抵达安特卫普，丘吉尔交出了指挥权，于当晚返回伦敦。就在丘吉尔走后刚刚几小时，比利时政府就决定放弃这座城市。比利时军队主力撤离阵地，向西南方向移动。在溃退中，英国的几个海军陆战队旅被打散，有大约2500人被德军俘虏。保守党人因此而对丘吉尔进行了猛烈抨击。实际上，丘吉尔在安特卫普的工作至少使该城的陷落推迟了5天，这对当时这一地区的战争局势发展至关重要。
10月底，英国社会上因第一海务大臣巴滕贝格的路易斯亲王的日耳曼民族出身问题，掀起反对的浪潮。丘吉尔提议由精力充沛的海军上将约翰·费希尔勋爵接任这一职务。一些海军将领对此有异议，认为丘吉尔与费希尔不能长久地协调开展工作。海军上将韦斯特·威姆斯预言他俩“开始时会亲密无间，直到在某一问题上发生分歧为止，这个问题大概就是谁应该是第一把手的问题。这时候，他们将开始耍弄阴谋、相互攻讦”。国王也认为由于费希尔年事已高，不再适宜担任此职，但由于丘吉尔的坚持，10月29日这项任命得到批准。
至少在开始两个月他俩合作得相当好。丘吉尔的刚毅果断、精力充沛与费希尔的经验丰富、老谋深算构成了恰到好处的互补，使海军部的工作富有成效。11月2日，英国南美舰队在智利的科罗内尔与德国的太平洋舰队发生的遭遇战中几乎全军覆没。舰队司令、海军上将克里斯托弗·克拉道克的旗舰被击沉，另一艘英舰“蒙默斯号”相继沉没，其余两艘英舰侥幸逃脱。克拉道克事先发给海军部要求将陈旧而缓慢的老式战列舰“卡诺帕斯号”放弃在福克兰群岛的电报，海军作战参谋部的负责人斯特迪未给予明确答复，否则这场悲剧或许可以避免。费希尔马上建议派两艘主力战列巡洋舰去南大西洋搜捕敌舰；同时建议将屡次贻误战机的斯特迪免职。丘吉尔认为应该给斯特迪一个将功补过的机会，在将其免职的同时，派他担任这两艘主力战列巡洋舰的指挥官。结果，斯特迪的舰队在福克兰群岛对德国太平洋舰队的伏击战中大获全胜。德国的“沙恩霍斯特号”、“格尼斯诺号”、“莱比锡号”和“纽伦堡号”等四艘军舰被击沉，只有“德累斯顿号”逃脱了；而斯特迪的舰队基本未受损失。1915年1月，英海军又一次取得胜利。由比蒂将军指挥的舰队在多格滩将德国装甲巡洋舰“布卢彻尔号”击沉，使另一艘德国战列巡洋舰遭到重创。这些胜利使海军部的威望大大恢复，连保守党的《晨邮报》也评论说：“皇家海军由于刚刚采取的自豪行动而可能又恢复到1914年的成就，我们可以用同样的信心展望未来。”
在胜利的鼓舞下，丘吉尔在帝国防务委员会上提出了消除敌军入侵英国威胁的最好防御手段是进攻的战略指导思想。他还提出了在北海封锁德国各海港出口和进攻达达尼尔海峡，打开马尔马拉海的通道，进攻新近加入德奥一方作战的土耳其的最大城市君士坦丁堡，与俄国人取得联系这两种具体作战方案。1915年1月2日，伦敦收到了俄国陆军总司令尼古拉·尼古拉耶维奇大公的电报，请求英军对土耳其采取牵制行动以减轻对俄国高加索地区的压力。这样，达达尼尔方案就成为更为现实和紧迫的问题被提到战时委员会上。
1月13日，丘吉尔在战时委员会上就达达尼尔计划作了说明。委员会秘书莫里斯·汉基曾就此写道：
“战时委员会已整整开了一天会……，我料想，各位成员像我一样感到疲倦不堪……，然而这项计划立即引起人们的关注。会场上整个气氛发生了变化，大家都忘记了疲劳。战时委员会热切希望，在西线的激烈厮杀中，前景会从阴暗转向光明，他们在地中海似乎看到了这一点。海军中每一个人都满怀信心，开赴前线的时刻来到了，而迄今为止，他们所能获得的机会既少且遥远。”
战时委员会基本上同意了丘吉尔只用海军占领达达尼尔海峡的方案，责成海军部“为2月份海军远征作好准备，攻袭与占领加利波利半岛，其目标是君士坦丁堡”。丘吉尔领导海军部开展了积极的准备工作，但他逐渐感觉到了费希尔的异议和抱怨。为了减少阻力，他有意识地安排了自己和费希尔与首相进行会晤。首相在听取了费希尔的意见后说：“我是仲裁人，我听取了温斯顿·丘吉尔先生的陈述，我也听了您的意见，现在我将作出我的决定……，进攻达达尼尔的事将继续进行下去。”
当时不仅阿斯奎斯的态度十分坚定，战时委员会的其他成员也均表赞同，“基奇纳和格雷给予热烈的支持”，就连应邀出席会议的反对党领袖“A·J·巴尔弗也热情表示赞同”。
2月中旬，基奇纳同意派出正规的陆军第29师来加强远征军。
海军对达达尼尔海峡各要塞的炮击于2月19日开始，并用战舰运送小股部队登陆，摧毁了海峡入口处的一些炮台。但由于健康不佳的地中海舰队司令S·H·卡尔顿指挥不力，行动极为迟缓。海军部很快以海军少将J·N·德罗贝克取代卡尔顿指挥这次行动。3月18日开始了第二次重大进攻。英法军舰受阻于敌人的布雷区，有两艘英国战列舰和一艘法国战列舰因触雷而沉没。德罗贝克决定推迟行动，等着能与陆军发起联合进攻。但英国军队陆、海军之间互不协调的弱点此时充分暴露了出来。基奇纳此时认为西线可能需要某种难以预料的紧急支援，把原定加强远征军的第29师扣住不放。丘吉尔为此极为恼火，在战时委员会上提出强烈抗议。等到基奇纳终于同意放行第29师时，原来备用的运兵船队又已改派它用了，使该师直到4月中旬尚未开赴达达尼尔海峡。由于各种因素造成的延误，土耳其军队得以喘息并巩固了自己的防御阵地。协约国联军于4月25日重新发起猛烈进攻，但很难取得进展且遭受了重大伤亡。局势呈现出一种僵持状态。
这种局势使达达尼尔战役成为人们议论和批评的中心话题，也使费希尔的反对更为强烈。到了5月中旬，费希尔断然提出辞职。丘吉尔与费希尔合作关系的结束，是达达尼尔事件导致现任内阁政治危机的一个标志，被认为“是组成第一届联合政府的信号，这一切都预示着英国党派政治和社会变革的前景”。当阿斯奎斯于15日得知费希尔辞职时，曾试图挽留他。费希尔拒绝与丘吉尔和解，并要求更新海军部班子。加上其他政治因素的促成，阿斯奎斯决定组织联合政府。在与保守党领袖进行协商之后，阿斯奎斯解除了丘吉尔的海军大臣职务，而让其担任在内阁中地位较低的不管部大臣。如劳合—乔治曾经指出的，这个职位“……一般留给新进内阁的阁员，或者留给已明显年迈体弱、德高望重的政治家”。丘吉尔的秘书马什认为，“就工作而言，不管部当然是一出滑稽戏”。丘吉尔的母亲伦道夫夫人则“害怕温斯顿无所事事会感到十分悲伤”，她曾写道：“那是对他多么可怕的伤害和肢解，把他从那里（海军部）的工作岗位上调离，就好像贝多芬变聋了一样。”丘吉尔自己的体会则更为深刻，他后来写道：
“我了解每一件事情，但却什么事情也不能干……，活像一只从深水中捕捞出来的海兽，或者像一个突然浮出水面的潜水员，我的血管由于压力突降而有破裂的危险。”
此后，达达尼尔海峡战役仍持续了一段时间。第一届联合政府专门成立的达达尼尔委员会机构臃肿、人员冗多，意见难以统一；加上前线指挥官的延误，使战事毫无进展。拖到10月下旬，内阁最终作出了英军撤出加利波利的决定。阿斯奎斯决定将达达尼尔委员会改为作战委员会，精简人员，负责监督一般的作战行动。丘吉尔未被包括在作战委员会之中，于是他给首相写信说，他不愿养尊处优、无所事事，而“应无保留地听从军事当局的安排，我注意到，我的团是在法国”。11月15日，丘吉尔在下院发表了辞职演说，其中他特别明确指出：
“我在海军部任职期间，没有一项重大的政策性行动、舰队的重新分派计划、船只的调动和作战计划，不是征得了海军第一海务大臣同意的，而且记录在案。”
《泰晤士报》称这次辞职演讲为“一次不容置疑的议会胜利”。《曼彻斯特卫报》则称他的辞职为“公众一次重大的不幸”，为之而深表惋惜。这些公众舆论反应对丘吉尔多少是一种安慰，但并不能彻底抹平党派斗争中的政治打击在他心灵中留下的伤痕。身为政治家的丘吉尔在战争中一心扑在海军部的工作上，把党派之争放在了一边。他的老朋友比弗布鲁克勋爵写道：“1915年丘吉尔垮台是因为他过于自信和太不谨慎。他既不拢络自由党人，又不同保守党人和解。”以致于阿斯奎斯在考虑组织联合政府时，保守党领袖博纳·劳声明，如果丘吉尔不离开海军部，保守党就拒绝支持政府。而丘吉尔却在战争刚一开始时，就曾提议吸收保守党人组织联合政府；在战争中他毫无保留地与保守党朋友一起坦率地讨论战时政策；甚至在他离职时，还推荐保守党领袖巴尔弗继任海军大臣。相形之下，丘吉尔比那些囿于党派之争的政治家们要高尚得多。当他被毫不留情地排挤在政治圈外时，他心中的愤懑之情是不言而喻的。或许，他即将作为普通军人远征法国的悲壮选择，就是他以具体行动对那些擅长于运用政治手腕进行党派之争的两党政治家们所作的无声的抗议。
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