地理大发现早期，西班牙处于封建割据状态，摩尔人仍盘踞在南部，因此虽然也濒临大西洋，不能全力投入海外冒险。不过葡萄牙在海外获取暴利，西班牙也虎视眈眈。1478年的几内亚海战，西班牙败给葡萄牙，后者保住了独霸大西洋和非洲沿海的地位。西班牙统一并收复全部失地后，大力发展航海事业，与葡萄牙激烈竞争。
西班牙
1492年10月，哥伦布登上了北美洲的巴哈马群岛，美洲被欧洲人“发现”，新旧大陆建立起联系，地理大发现达到了一个高峰，西班牙也开始了其对美洲数百年的殖民历史。西班牙探索美洲触犯了葡萄牙的全球海上霸权，两国几乎兵戎相见。在教皇调解下，葡西签订《托尔德西里雅斯条约》，以佛得角附近为界，瓜分了新世界，确立势力范围。
1521年麦哲伦率西班牙船队环球航行后，地理大发现再达高潮，葡西冲突又起。这次起因于麦哲伦经过的香料群岛。双方各执一词，长期争论不休。趁西班牙在意大利战争中军费告急，葡萄牙花钱签下了一个有利于自己的条约。在葡萄牙扩展非洲、南亚和东亚的贸易与殖民点的同时，西班牙竭力拓殖拉丁美洲，墨西哥和秘鲁的黄金、白银源源不断流入欧洲，一部分通过与东亚的贸易进入中国。
葡萄牙人的多桅帆船虽然易于操纵，但货舱太小，不能容纳很多货物，充当远洋贸易主力的卡拉克船笨重缓慢，容易触礁，甚至翻船。16世纪，西班牙大帆船登场。这种帆船拥有多层甲板和三根以上的主桅杆，体积庞大，排水量可达1000吨以上，并能携带重型武器。西班牙大帆船作为远洋商船载货量大，航行稳定，而且改造成战船也极具威力。
西班牙
国土接壤的葡萄牙和西班牙竞争霸权，为何直到1580年都没有爆发大规模战争?一个原因是两者都处于快速扩张过程中，抢占广袤富饶的“新世界”尚且来不及，更无动机消耗资金和人力进行很可能两败俱伤的战争了。而且，西班牙深度卷入欧洲大陆的战争，并与奥斯曼争夺地中海，无暇收拾葡萄牙。
十六世纪中期开始，葡萄牙屡遭奥斯曼帝国和其他伊斯兰国家联合攻击，帝国开始走下坡路，大量香料通过葡萄牙人无力控制的陆上贸易路线被运往欧洲。1578年的三王战役，葡萄牙败给摩洛哥，国王被涨潮的河水淹死，军队伤亡惨重。为赎回被俘的数百名贵族，葡萄牙付出了沉重的经济代价。西班牙趁葡萄牙国力衰落和继承人危机，大举入侵，强行合并了葡萄牙。
本土被征服后，葡萄牙海外的亚速尔群岛仍然负隅顽抗三年，终于在1583年被西班牙完全占领。西班牙除在欧洲拥有庞大领地，还占据巴西之外的全部中南美洲以及原属葡萄牙的菲律宾群岛等地，是英国之前的“日不落帝国”。
葡萄牙丧失了霸主地位，但衰落过程是缓慢长期的，17世纪葡萄牙人遭到后起的荷兰和英国攻击，亚洲重要殖民地与港口全数尽失。不过凭借巴西发现的金矿，葡萄牙仍然是欧洲最富裕的国家之一，直到1755年的里斯本大地震。