Im Jahr 1035 war Herzog Robert der Prächtige von der Normandie gestorben und gemäß seinem Willen folgte ihm sein noch unmündiger Bastardsohn Wilhelm (der spätere „Eroberer“) nach. Für Heinrich eröffnete sich nun die Chance zu einer Stärkung der königlichen Position innerhalb der Normandie, da er nun als Schutzpatron des jungen Wilhelm und als Verteidiger dessen Rechte gegenüber seinen Konkurrenten auftreten konnte. Tatsächlich versank die Normandie in den kommenden Jahren in Anarchie und die Schutzbefohlenen des jungen Herzogs fielen nacheinander den blutigen Machtkämpfen zum Opfer. Im Jahr 1047 entschloss sich Heinrich, die Lage persönlich zu regeln, indem er mit einem Heer in die Normandie zog, in der Schlacht von Val-ès-Dunes die Rebellen vernichtend schlug und Wilhelm somit das Herzogtum sicherte. Mit ihm als loyalem Verbündeten wandte sich Heinrich nun gegen den zu mächtig gewordenen Grafen Gottfried II. Martel von Anjou, der sich allerdings als militärisch starker Gegner erwies und bis zum Jahr 1052 über das Maine hinaus bis in die Normandie hinein expandieren konnte.