Трудности предприятия Вильгельма были огромны. Он не мог рассчитывать ни на какую поддержку в самой Англии, у себя же ему приходилось выпрашивать согласие на поход у недовольных баронов, собирать людей со всех концов Франции и готовить их в течение нескольких месяцев; приходилось также создавать флот, рубить деревья, строить и спускать на воду корабли, формировать для них экипажи и среди всего этого находить время для дел правления и переговоров с Данией, Францией, Бретанью, Анжу, Фландрией и Римом. Затруднения его противника были едва ли меньшими. Гарольду грозило вторжение не только Вильгельма, но и его собственного брата Тостига, укрывшегося в Норвегии и выпросившего себе помощь у ее короля Гарольда Хардрада.
Собранные Гарольдом сухопутные и морские силы уже несколько месяцев охраняли берега. Его постоянное войско составлял отряд гвардейцев, но их численность позволяла им служить только ядром армии. С другой стороны, общее ополчение легко было собрать для одной битвы, но трудно было содержать долгое время. Собрать ополчение — значило на время прекратить все работы: люди, собравшиеся под знаменами короля, были земледельцами. Его военными кораблями были простые рыболовные суда. В сентябре удерживать их вместе оказалось невозможным, но, едва они разошлись, как над государством разразилось две бури, так долго собиравшихся; перемена в направлении ветра облегчила действия флота Вильгельма, но еще раньше ветер, удерживавший герцога, принес к берегам Йоркшира армию Гарольда Хардрада. Король с наличным войском поспешил к северу и отразил пришельцев в решительной битве при Стамфордбридже близ Йорка, но прежде чем он успел возвратиться в Лондон, нормандское войско переправилось через море, и Вильгельм, высадившись 28 сентября в Певенси, стал опустошать берег с целью принудить Гарольда к сражению.
Страшное разорение берегов, действительно, заставило Гарольда поспешить из Лондона на юг, но король все-таки благоразумно воздержался от битвы теми силами, которые он наскоро успел собрать под свои знамена. Если бы ему пришлось дать сражение, то он думал дать его на избранной им самим позиции и потому, подойдя к берегу, чтобы остановить опустошения Вильгельма, укрепился на холме, известном под названием Сенлак, вблизи Гастингса. Эта позиция прикрывала Лондон и заставила Вильгельма стянуть свои силы. Но стягивать армию, существующую за счет грабежей, значило обрекать ее на голод, и потому для Вильгельма не оставалось выбора между решительной победой и гибелью.
Ранним октябрьским утром герцог повел свои войска по возвышенности от Гастингса к устью Тельгема. С этого места нормандцы увидели английскую армию, тесно построенную за окопами и частоколом на высотах Сенлака. Ее правый фланг был прикрыт болотом, а левый — самую опасную часть позиции — защищали телохранители Гарольда в полном вооружении, с громадными секирами; над ними развевались Золотой дракон Уэссекса и королевское знамя. Остальная часть позиции была занята толпами полувооруженных крестьян, собравшихся по призыву Гарольда для борьбы с врагом. Своих рыцарей Вильгельм направил в центр этой грозной позиции, а фланги велел атаковать французским и бретонским наемникам. Общая атака нормандской пехоты открыла сражение; впереди ее ехал менестрель Тайлефер, бросавший в воздух и снова ловивший свой меч и распевавший при этом песню о Роланде. Он первый из нормандцев нанес удар, первый и пал. Тщетно пытались нормандцы овладеть крепкой изгородью, из-за которой сыпались дротики и удары секир, слышались дикие крики: «Вон! Вон!» За отражением пехоты последовало отражение конницы.
Несколько раз собирал герцог войско и водил его к роковой изгороди. Весь боевой пыл, клокотавший в его нормандской крови, вся беззаветная храбрость, обеспечившая ему победу на склонах Валь-Эс-Дюн, соединились в этот день с хладнокровием, стойкостью и неистощимой находчивостью, проявленными им в битвах при Мортемере и Варавилле. Бретонцы с левого фланга попали в болото и пришли в расстройство; паника охватила все войско, когда разнесся слух о том, что герцог убит. «Я жив, — закричал тогда Вильгельм, сняв с головы свой шлем, — я жив и, с божьей помощью, еще одержу победу!» Взбешенный неудачей, герцог ринулся прямо на королевский штандарт; его сбили с коня, но он своей тяжелой палицей сразил Гирта, брата короля. Выбитый опять из седла, он своей рукой поверг на землю всадника, не уступившего ему коня. Среди грохота и шума битвы он увидел бегство части своей армии, остановил её и использовал для победы. Хотя частокол был прорван его бешеной атакой, но стена из щитов стоявших за ним воинов все еще удерживала нормандцев; тогда притворным бегством Вильгельм выманил часть англичан из их неприступной позиции, затем обратился против пришедших в беспорядок преследователей, прорвался сквозь покинутые линии и овладел центром позиции.