Перший період правління Вільгельма було присвячено укріпленню герцогської влади й обороні кордонів. Перші кроки Вільгельма з управління герцогством спричинили у 1046 році повстання у Верхній Нормандії, яке очолив двоюрідний брат (і друг дитинства) Вільгельма Гі, другий син графа Бургундії Рено I, граф Вернона й Бріона, якого підтримали віконт Котантена Нігель, віконт Байо Ранульф, а також низка інших дрібніших сеньйорів. Вільгельм нічого не зміг протиставити повстанцям та був змушений тікати з Нормандії, звернувшись по допомогу до короля Франції Генріха I. У 1047 році Вільгельм за підтримки французького короля Генріха I вторгся в область Імуа, де їм вдалось розбити війська повсталих баронів у битві під Валь-ес-Дюн (Долина Дюн, на південний схід від Кана). Заколотники втекли за річку Арну. Король Генріх після цієї перемоги повернувся до своїх володінь, а Вільгельм продовжив переслідування баронів, взявши в облогу Бріон. Облога тривала до кінця 1049 року. Перемога дозволила Вільгельму закріпитись на престолі герцогства.