Но Вильгельм Нормандский не зря считался во Франции хитрым и коварным полководцем: кавалерийская атака, которую он лично возглавлял, на самом деле преследовала цель выманить неприятеля с укрепленных позиций на холме Сенлак. И ему это удалось: саксы из ополчения, видя отступавших нормандцев, покинули свои позиции и бросились в преследование. Так королевская пехота, несмотря на строгий приказ Гарольда ни в коем случае не покидать позиции, оказалась в ловушке, устроенной Вильгельмом. Нормандские лучники по команде своего командира быстро изменили позицию и меткой стрельбой из дальнобойных луков вывели из строя множество воинов короля Гарольда. Вновь пошли в атаку пехота и рыцарская конница герцога Вильгельма, которая на полном скаку врезалась в толпу ополченцев, оказавшихся у подножия холма Сенлак. Лучники теперь стреляли уже с возвышенности, и королевские войска понесли большие потери. В битве при Гастингсе наступил перелом, и смертельно раненный стрелой в глаз король Гарольд Несчастный приказал своим воинам отступить. Его личная гвардия хускарлов осталась на поле сражения, чтобы до конца защищать тело погибшего короля. Захватчики смогли овладеть холмом Сенлак, только когда потемнело. Преследуя отступавших англосаксов, Вильгельм Нормандский (в одной из лесных схваток он едва не погиб) разбил их по частям и захватил портовый город Дувр, расположенный недалеко от Гастингса. Армия англосаксов была разбита, король пал в сражении, и сопротивление прекратилось. Вильгельм Завоеватель торжественно вступил в Лондон 25 декабря 1066 года во главе большого нормандского войска. Власти английской столицы, прежде отвергшие требование нормандцев о сдаче, теперь с почестями приветствовали Вильгельма как победителя и нового монарха. Тот вскоре короновался в Вестминстерском аббатстве как Вильгельм I. В битве при Гастингсе Вильгельм Завоеватель продемонстрировал несомненные способности полководца и новую организацию нормандской армии. С той поры изменилась роль лучников и арбалетчиков в войсках, и в средние века они не раз решали судьбы сражений, став прекрасным средством борьбы с тяжелой вооруженной рыцарской конницей.
В следующие пять лет Вильгельм I укреплял свою власть на английской земле. Местная знать бунтовала, не признавая его законным монархом. Новоявленный король, не дрогнув, подавлял такие выступления силой, земли мятежных феодалов конфисковывались и раздавались нормандской аристократии. Местные феодалы оказались в немилости. Подавив мятежи, в 1072 году английский король во главе большого войска совершил поход на север и вторгся в Шотландию. Шотландский король Малкольм III был вынужден признать Вильгельма сюзереном. В 1075 году Вильгельм подавил восстание графов Херефорда и Норфолка, нанеся их войскам полное поражение.
Новый английский король, говоривший только по-французски и не умевший читать, тем не менее крепко держал власть в своих руках. Воцарение Вильгельма имело большое значение для Англии. Он основал единое королевство, утвердил законоположения, создал армию и флот, начал строить каменные крепости. В 1086 году Вильгельм приказал издать своеобразную перепись английского королевства под названием «Книга Судного дня». В нее вносились подробные сведения о людях, землях, собственности. Сейчас «Книга Судного дня» является одним из главных и достоверных источников по истории Англии средних веков.