В феврале 1649 года, через несколько дней после казни Карла I и создания единой республики, «охвостье» Долгого парламента занялось важнейшим вопросом формирования флота, чтобы обеспечить себе контроль над морями, омывающими Англию. Для совместного командования флотом были назначены 3 морских генерала — полковники Эдвард Попхэм, Роберт Блейк и Ричард Дин (перечислены в порядке старшинства). Они отвечали за безопасность берегов Англии, защиту ее морской торговли. Также они должны были уничтожить остатки флота, находившиеся в распоряжении роялистов, и поддержать «господство республики на морях».
Разумеется, свою роль в назначении Блейка морским генералом сыграла его связь с Попхэмами. Однако он и двое его коллег были назначены не только из политических соображений, но и по вполне практическим причинам. Каждый успел отличиться, командуя войсками парламента во время Гражданской войны, каждый имел какой-никакой морской опыт. 28 апреля 1649 года в возрасте почти 50 лет Роберт Блейк впервые поднялся на борт военного корабля в качестве командира. Так началась морская служба одного из самых великих английских адмиралов.
Первой задачей флота в 1649 году стало уничтожение остатков сил роялистов на море. Корабли, оказавшиеся под командованием грозного принца Руперта, воспользовались политическим хаосом и ослаблением английского флота, чтобы начать охоту за британскими торговыми судами. Так как Попхэм остался в Лондоне, а Дин занялся перевозкой армии Кромвеля в Ирландию, задача очистить Ла-Манш и Ирландское море от роялистов легла на Блейка. Весь конец весны и все лето Блейк и его 10 кораблей блокировали эскадру Руперта в Кинсейле (Ирландия).
Хотя Блейк стал флотоводцем достаточно поздно, он обнаружил, что новая служба ему нравится. Летом 1649 года Кромвель предложил Блейку вернуться в армию, предложив ему командование полком и звание генерал-майора. Узнав о предложении Кромвеля, Дин написал Попхэму, что если Блейк уйдет, «я пожелал бы, чтобы его каюту занял такой же честный человек». К счастью для Англии, парламент оставил выбор за Блейком, который заявил, что готов служить в любом качестве, но предпочел бы остаться на флоте. Это решение поставить крест на армейской карьере и посвятить себя флоту принесло Блейку любовь всех моряков.
В октябре ухудшившаяся погода вынудила Блейка искать убежища в гаванях южного Уэльса, и Руперт воспользовался его уходом, чтобы сбежать. Хотя блокада Блейка не привела к уничтожению маленького флота Руперта, она в значительной мере помогла войскам Английской республики покорить Ирландию, так как отдала море в их распоряжение. Она же спровоцировала восстания в пользу парламента в Корке и Югале. В течение следующих нескольких недель намерения коварного принца оставались неизвестны. Эскадра под командованием Блейка и Дина крейсировала возле мыса Лендз Энд, полагая, что Руперт направится к островам Силли, все еще находившимся под контролем роялистов. Однако наконец пришло сообщение, что Руперт находится в Португалии, и в начале 1650 года парламент отправил Блейка в погоню за ним.
Блейк отплыл в Португалию, имея около дюжины кораблей и несколько мелких судов. С большой радостью он обнаружил Руперта в устье реки Тахо. Решив, что «король Португалии не станет возражать против уничтожения пирата», Блейк начал готовиться сделать это. Однако очень скоро он узнал, что ошибался в своих предположениях. Король взял роялистскую эскадру под свою защиту. После долгой заминки парламент разрешил блокадной эскадре перейти к более действенным мерам, чем дипломатические переговоры, и начать захваты португальских кораблей. Блейк и Попхэм, который привел из Англии подкрепления, проделали прекрасную работу. Они захватили 14 из 23 торговых судов конвоя, идущего из Бразилии. Их успех поставил Англию и Португалию на грань войны, однако король Иоанн сдался и приказал роялистам уходить. В начале осени, когда блокирующая эскадра временно покинула свое место, Руперт выскользнул из устья Тахо и проскочил в Средиземное море.
Блейк бросился в погоню. Он загнал часть кораблей Руперта в Картахену и там сжег. 3 уцелевших корабля принца добрались аж до Тулона. Необходимость пополнить запас продовольствия вынудила Блейка вернуться в Картахену, где он получил приказ возвращаться домой. Прибыв в Англию 20 февраля 1651 года, Блейк был встречен как герой. Он получил благодарность парламента и награду в 1000 фунтов за услуги, оказанные государству. Но Блейк прославился не только дома. Его действия у берегов Иберийского полуострова прославили его и за границей.
Единственными британскими территориями, оставшимися в распоряжении роялистов, были острова Силли и Джерси. Задача захватить их была поручена Блейку. Весной 1651 года он начал операцию против Силли, и столица архипелага капитулировала 13 июня. Захват Джерси был отложен, так как в сентябре пришлось отражать высадку молодого короля Карла II в Вустере. Однако к концу года сдались и эти острова. Ликвидация последних сил роялистов на английской земле стала важным этапом морской карьеры Блейка.