Англичанам удалось скрытно сосредоточить в намеченном районе сильную ударную группировку: восемь пехотных дивизий, один кавалерийский корпус, 1009 орудий, 378 боевых и 98 вспомогательных танков (фактически весь Танковый корпус), 1000 самолетов. Продвижение танков обеспечивал подвижный огневой вал. На 12-километровом участке прорыва удалось создать плотность до 85 орудий и 32 танков на 1 км фронта.
Англичане имели более чем двойное превосходство в живой силе, абсолютное в танках, 4,5-кратное в артиллерии. На одно германское орудие приходилось 2,1 — 2,5 английских танка, на 1 германский пехотный батальон — 12 — 25. Надеясь на эффект широкого применения танков, англичане вдвое увеличили фронт наступления пехотной дивизии — в среднем два км против одного на Сомме. Танки под предлогом "курса зимнего обучения" сосредоточили в учебных лагерях, где проводилась подготовка вместе с пехотными подразделениями.
Во время совместных тренировок танкисты усаживали на крышу машины до полувзвода пехоты, но в боях "десанты на броне" не применялись. Из 98 специальных танков 9 было оснащено радиостанциями, 52 танка снабжения перевозили бензин и боеприпасы, 1 — телефонное имущество, 2 — мостовое оборудование, 32 машины, оснащенные кошками- якорями на четырехметровых стальных тросах, предназначались для расчистки проходов в заграждениях для кавалерии.
Танки должны были входить в состав всех волн и эшелонов пехоты. Первая волна выделялась для подавления выдвинутых вперед германских орудий. Главный эшелон танков должен был совместно с пехотой прорвать первую германскую позицию. Первый эшелон назначался для атаки второй укрепленной позиции, второй — третьей, а третий эшелон — для действий с конницей. Тактического резерва танков не предусматривалось, но 36 машин выделили в технический резерв.
Задачи экипажам ставились простые и ограниченные, с учетом их возможностей.
Командиры снабжались картами и аэрофотоснимками местности с указанием маршрутов и задач. Впереди взвода должен был двигаться пушечный танк, в 80 — 100 м за ним — пулеметные. Для преодоления широких окопов над рубкой боевых машин цепями крепили большую фашину диаметром 1,4 — 1,5 м и длиной 3 м (она собиралась из 75 стандартных фашин).
Прохождение трех линий окопов планировалось так. Первый танк, пройдя проволочное заграждение, поворачивал у первого окопа влево и обеспечивал огнем продвижение следующих. Левый танк подходил к окопу, сбрасывал фашину, переходил по ней и, ведя огонь, также поворачивал влево. Правый танк проходил по той же фашине, подходил ко второму окопу, сбросив фашину, преодолевал его и поворачивал влево. Первый танк разворачивался, проходил два окопа, с помощью своей фашины преодолевал третий. За ним продвигались оба пулеметных танка и выстраивались позади пушечного. Сброс фашины экипаж производил, не выходя из машины, а пехота обозначала ее края белым и красным флажками. Однако на практике фашина часто сама сваливалась впереди рубки и перекрывала обзор. Чтобы поправить ее, экипажу приходилось покидать машину под огнем.
Связь штабов в Танковом корпусе, помимо телефонов, осуществлялась с помощью голубей, верховых и мотоциклистов. В роты связи танковых бригад были введены по три радиотанка. Командирские машины оснащались семафором и сигнальной лампой. Уже в ходе наступления телефонную линию протянули до Маркуэн с помощью танка, буксировавшего волокушу с кабелем и везшего на себе шесты и аппаратуру.
Mk V "самка"
На каждый танк пришлось запасти 318 л бензина, 22 л моторного масла, 182 л воды, 68 л тавота, 3 кг смазочного масла. Полевые склады Танкового корпуса снабжались полевой железной дорогой. Каждой роте придали 2 танка снабжения.
Минимум за две ночи до начала операции танковые подразделения выгрузили на железнодорожных станциях, и они своим ходом выдвигались в места сосредоточения в 4 — 8 км от германских позиций. Танки прятали поддеревьями, накрывали маскировочными сетями и полотнищами, маскировали под стога. 19 ноября началось скрытное выдвижение на исходные позиции в 800— 1000 м от передовых германских окопов. Шум двигателей заглушали беспорядочным артогнем. Пути движения были заранее разведаны и вплоть до немецких проволочных заграждений отмечены трассировочными цветными шнурами. Командир Танкового корпуса генерал Эллис лично командовал центром боевого порядка, находясь в танке "Хильда" (Mk IV-"самка") батальона Н, на котором он поднял свой флаг — дань традициям британского флота.
Наступление английских войск началось без артиллерийской подготовки — такой план внезапной танковой атаки предлагался еще 9 апреля у Бюллекура, но не был реализован. 20 ноября в 6.20 утра на германские позиции обрушился огневой вал, под прикрытием которого в атаку пошли танки и пехота. Боевые машины двигались в 200 м позади огневого вала, пехота — за ними, во взводных колоннах, по проделанным гусеницами проходам в проволочных заграждениях. Их выдвижение прикрывала дымовая завеса, так что заградительный огонь германской артиллерии оказался малоэффективным. С началом атаки английская авиация нанесла бомбовые удары по пунктам управления, артиллерийским позициям и дорогам в тактической глубине обороны противника.
Внезапность атаки принесла желаемые результаты. К 8.00 англичане овладели первой германской позицией, к 13.00 — второй, а части 3-го корпуса достигли каналы Шельды. У Авринкура танки окружили и уничтожили пулеметным огнем несколько немецких батальонов. У леса Лато один танк батальона F получил прямое попадание снаряда 150-мм гаубицы, разворотившего спонсон, но сохранил подвижность и раздавил вражеское орудие гусеницами.
К 12.00 к пункту сбора южнее деревни Маркуан подошли танки снабжения. Здесь боевые машины, заправившись бензином и пополнив боекомплекты, снова пошли в бой.
Бой на всем фронте прекратился только в 18.00, с наступлением темноты. За 10 часов английские танки и пехота прорвали все три позиции германской обороны на фронте 12—13 км и продвинулись на глубину до 10 км, при этом было захвачено около 8000 пленных и 100 орудий. Часть тяжелых орудий-трофеев оттаскивали в английский тыл с помощью танков. Успех операции обеспечило не столько массовое применение танков, сколько их рациональное взаимодействие с другими родами войск. Хотя не обошлось и без неудач: так, танки-растаскиватели (они несли на корме таблички "WC" — wire-cutter) проделали 3 прохода в проволочных заграждениях, но кавалерийский корпус не смог быстро преодолеть изрытое воронками и траншеями поле и развить наступление. В этом сражении танки оказались единственным родом войск, выполнившим все свои задачи. Это стоило потери 280 машин (около 60%), причем только 60 из них (15— 18%) были подбиты артогнем, основная же часть вышла из строя по техническим причинам (лопнувшие гусеницы, сломанные шестерни бортовых коробок передач и т.д.). Из 4000 человек личного состава Танковый корпус потерял 74 убитыми, 457 ранеными, 39 пропавшими без вести.
На следующий день в бою смогли принять участие всего 75 боевых машин. Каждая танковая бригада выделила сводную роту. Атака вновь началась утром. 9 танков, пройдя по железнодорожной дамбе, прорвались у Фло-Ферме и вышли на дорогу к Камбрэ, 7 танков помогли 51-й дивизии занять Фонтен-Нотр-Дам, танки 1 -й бригады захватили Аннэи, вошли в Бурлонский лес. Но измотанная пехота не успевала за машинами, и последние были вынуждены отойти. 25 танков оказались подбиты, 10 выбыли из строя по техническим причинам.
Схема танковой операции у Камбрэ
23 ноября англичане попытались возобновить наступление. Эффекта внезапности уже не было, массирования танков тоже. Новую атаку 51-й дивизии с 24 танками 2-й бригады на Фонтен- Нотр-Дам немцы отбили, подбив при этом 18 танков (11 из них — прямым попаданием снарядов). Не помогли и подошедшие 23 машины 3-й танковой бригады. На улицах селения танки поражались связками ручных гранат и огнем с верхних этажей зданий — уже тогда был сделан вывод, что "борьба в населенных пунктах менее всего благоприятна для танков".
27 ноября англичане предприняли последнюю попытку наступления, но немцы уже подготовили противотанковую оборону, и из 32 танков уцелели лишь 13.
Срочно подтянув к участку прорыва резервы, германские войска остановили англичан, а 30 ноября начали контрнаступление. Измотанный Танковый корпус в это время отводился в тыл. Тем не менее 30 ноября 2-я танковая бригада, готовившаяся к погрузке, получила приказ на выдвижение для контратаки. Уже к 16.00 в зону боев прибыли 73 танка, которые контратаковали германские части вместе со 2-й гвардейской и 2-й кавалерийской дивизиями. К 6 декабря немцы на всем 30-километровом фронте операции оттеснили англичан на 2 — 4 км, но не смогли окружить их и вернуть первые две позиции линии "Зигфрид".
В результате контрнаступления у Камбрэ рейхсвер захватил в качестве трофеев около 100 Mk IV, в основном неисправных.
Операция у Камбрэ закончилась для Антанты неудачно, но при этом внесла много нового в военное искусство. Танки проявили себя уже как новый род войск. Операция показала, что правильное их применение позволяет быстро и с большой экономией сил прорвать укрепленный фронт и сделать вывод, что тактический прорыв сам по себе еще не обеспечивает успеха. Танковый корпус понес тяжелые потери, но одна только стоимость сэкономленных благодаря применению танков снарядов соответствовала стоимости почти 4000 боевых машин. После Камбрэ атака укрепленных позиций уже не мыслилась без танков. Это ускорило дальнейшее развертывание Танкового корпуса из 9 батальонов в 13.
После сражения у Камбрэ Танковый корпус стянули к Брей-сюр-Сом, где планировалось оборудовать лагерь для совместного обучения с пехотой и артиллерией. В январе 1918 года корпус отозвали из лагерей и рассредоточили вдоль 96-километрового фронта от Перона до Бетюна — имелись сведения о подготовке немцами большого наступления. Корпус на тот момент включал 5 бригад (13 батальонов), но располагал только 320 готовыми к бою тяжелыми Mk IV и 50 средними Mk А "Уиппет"; 200 танков находились в ремонте.