Вильгельм стал готовиться к походу со всей возможной тщательностью. Собственных средств для завоевания такой большой страны у него не было. Но он так ловко повел дело, что вскоре имел в избытке и деньги, и солдат. Пишут, что герцог призвал к себе самых могущественных и богатых людей Нормандии, со всеми говорил отдельно, с глазу на глаз, и просил помощи. Ни у кого не хватало духа отказывать в этих просьбах. Одни снабжали его кораблями, другие – людьми, третьи – деньгами. Вскоре привезли из Рима священную хоругвь и буллу, одобрявшую вторжение в Англию. При известии об этом усердие удвоилось. Вильгельм объявил свой призыв на войну и в соседних странах; он предлагал большое жалование и участие в разграблении Англии каждому крепкому человеку, решившемуся служить ему копьем, мечом или арбалетом. К нему явилось множество рыцарей и любителей приключений со всей Франции. Сборным пунктом для всех кораблей и войска было назначено устье реки Дивы. Когда все было готово, противные ветры долго препятствовали переправе. Наконец, 27 сентября погода установилась, и 400 больших кораблей, сопровождаемые 1000 легких перевозных судов, вышли в море. Всего под знамена герцога собралось около 60 тысяч человек.
Не встречая сопротивления, нормандцы высадились 28 сентября на побережье Англии близ Гастингса. Вскоре стало известно о подходе Харальда и англосаксов, занявших укрепленную позицию на склоне холмов в семи милях от лагеря нормандцев. Попытки решить дело переговорами ни к чему не привели, и 14 октября началась решительная битва. Свою конницу герцог построил тремя отрядами, одним из которых, составленным из нормандского рыцарства, он командовал сам. Впереди и по флангам была построена пехота. Начало битвы сложилось неудачно для нормандцев. Саксы, укрытые за высоким палисадом, стояли крепко и отразили все атаки нападавших. Растерянность нормандцев усилилась, когда прошел слух, что Вильгельм убит. Началось бегство. Герцог бросился наперерез отступавшим и, сняв шлем, закричал: «Я здесь, смотрите на меня – я жив, и Бог поможет нам победить!» Нормандцы возобновили штурм, но не могли ни отбить ворот, ни сделать пролома. Тогда герцог прибегнул к хитрости. Чтобы выманить англичан из их укреплений и расстроить их ряды, он велел одному из своих отрядов произвести нападение, а потом удариться в бегство. Видя это беспорядочное отступление, саксы потеряли хладнокровие и бросились в погоню. В некотором расстоянии другой отряд, нарочно подготовленный, присоединился к мнимым беглецам, которые тотчас повернули лошадей и со всех сторон встретили ударами копий и мечей нестройно бежавших англичан. В это время был сделан пролом в укреплении: туда ворвались нормандцы и пошла рукопашная схватка. Под Вильгельмом убили лошадь, но он продолжал сражаться на запасной. Вскоре Харальд и его братья были убиты. Остатки английского войска без вождя и без знамени продолжали борьбу до ночи. С наступлением темноты вожди саксов рассеялись и большей частью погибли дорогой от ран и боевого изнурения. Нормандские всадники преследовали их и никому не давали пощады.
От Гастингса Вильгельм пошел на север, опустошая все на своём пути. Он взял Дувр, овладел побережьем и повернул на Лондон. Остановившись неподалеку от этого города, нормандцы не предпринимали штурма, надеясь, что настроение горожан переменится, и не ошиблись – лондонцы вскоре пришли в унынье от голода и внутренних смут. Эдгар, избранный после смерти Харальда королём, в сопровождении архиепископа и знати приехал в неприятельский лагерь и покорился Вильгельму. Вильгельм был провозглашен королём и коронован в Вестминстере архиепископом Йоркским Эльдредом. Остановившись пока в Баркинге, он разослал во все местности, уже изъявившие ему покорность, своих комиссаров. Те составили точные описи всевозможной собственности, общественной и частной. Все участники гастингской битвы были объявлены лишёнными своего имущества, а их обширные земельные владения поделены между нормандскими баронами и рыцарями, принявшими участие в завоевании. Отстроив в Лондоне мощную крепость – Тауэр, которая должна была стать его резиденцией, Вильгельм в 1067 г. отправился на завоевание остальной части страны. Жители Эксетера закрыли перед ним ворота. Нормандцы окружили город и осаждали его 18 дней. Борьба велась с большим ожесточением. Наконец, горожане сдались на милость победителя. Затем были завоеваны берега Соммерсета и Глочестера. Убежищем недовольных стал север Англии. В 1068 г. Вильгельм двинулся против них, взял Оксфорд, Варвик, Лейчестер, Дерби и Ноттингем. Нормандцы овладели Линкольном и подступили к Йорку. Неподалеку от этого города их встретило объединённое войско англосаксов и скоттов. Превосходство в коннице и вооружении позволило Вильгельму одержать победу. Преследуя бегущих, нормандцы ворвались в Йорк и истребили здесь всех жителей, от младенца до старика.