Denne forsinkelsen ga kong Harald tid nok til å samle sin hær i en sirkel høyt i terrenget slik at den engelske hæren måtte sloss i oppoverbakke med ryggen til elven. Etter en tung kamp med mange døde, særskilt de dårlig utrustede nordmennene, falt kong Harald Hardråde og Toste. Norske forsterkninger, ledet av Øystein Orre, Haralds kommende svigersønn, klarte bare å forlenge slaget, som til slutt endte med at nordmennene ble beseiret. Slaget ved Stamford Bridge er ett av de lengste slagene i norsk historie og varte i flere omganger utover dagen mellom hærene.