В том же году пришли в расстройство отношения с французским королём. Генрих, обеспокоенный усилением прежнего союзника, стал собирать силы для похода в Нормандию. Вильгельм благоразумно уклонился от решительной битвы, но, узнав, что брат короля Эд с большим отрядом французских рыцарей отделился от главного войска и находится под Мортимером, внезапно напал на него и нанёс тяжёлое поражение. В 1059 году король Генрих опять вторгся в его страну. Как и в прошлый раз, Вильгельм избегал открытого сражения и выжидал время для внезапного удара. Узнав, что Генрих собирается перейти чрез Диву, он скрытно приблизился к месту переправы. Когда передовой отряд Генриха был уже на другом берегу, нормандцы внезапно напали на королевский арьергард. Множество французов было перебито, другие сдались на милость победителя. По свидетельству хронистов, в Нормандии ещё никогда не бывало такого огромного числа пленных. Король в бессильной ярости наблюдал с другого берега за разгромом своей армии, но ничем не мог ей помочь. Он не сумел перенести этого поражение и умер в следующем году. После этого Нормандия успокоилась.
Однако герцог Вильгельм был не тот человек, который мог жить в покое. Разделавшись с французскими делами, он стал помышлять о завоевании Англии. Обстоятельства благоприятствовали ему. Вскоре, после того как Эдуард III Исповедник, дальний родственник Нормандского герцога, занял английский престол, он принимал у себя молодого Вильгельма. Существует предание, что тогда же он обещал передать ему власть над страной после своей смерти. Знали об этой договорённости очень немногие. В 1065 году в Нормандии находился граф Уэссекский Гаральд, пользовавшийся у Эдуарда огромным авторитетом. Вильгельм завёл с ним разговор о своих претензиях на английский престол. Гаральд, хотя и был очень удивлён тем, что нормандский герцог рассчитывает сделаться королём Англии, обещал оказать ему всяческую поддержку. Немного погодя Вильгельм обманом принудил его поклясться в этом над святыми мощами. Между тем умирая, Эдуард призвал английских вельмож провозгласить королём Гаральда. Когда затем Вильгельм потребовал у Гаральда соблюдения данной клятвы, тот отвечал, что принёс её под влиянием насилия и, кроме того, обещал то, чем не имел права распоряжаться. Тогда Вильгельм провозгласил, что в том же году придёт требовать свои владения и будет преследовать клятвопреступника на суше и на море.
Вильгельм стал готовиться к походу со всей возможной тщательностью. Он предлагал большое жалованье и участие в разграбление Англии каждому крепкому человеку, решившемуся служить ему копьём, мечом или арбалетом. Вскоре к нему явилось множество рыцарей и любителей приключений со всей Франции. 27 сентября 1066 года 400 больших кораблей, сопровождаемых 1 тысячей лёгких перевозных судов, вышли в море, а уже 28 сентября нормандцы высадились на побережье Англии близ Гастингса. Вскоре стало известно о подходе Гаральда и англосаксов, занявших укреплённую позицию на склоне холмов в семи милях от лагеря нормандцев. 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 оказалось неудачным для нормандцев. Саксы, укрытые за высоким палисадом, стояли крепко и отразили все атаки нападавших. Тогда герцог прибегнул к хитрости. Чтоб 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. На 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 врагов. В это время был сделан пролом в укреплении: туда ворвались нормандцы и пошла рукопашная схватка. Вскоре Гаральд 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 усталости. Нормандские всадники преследовали их и никому не давали пощады.