Szybki marsz Anglosasów zapobiegł dalszym sukcesom najeźdźców. Pojawienie się wojsk Harolda zaskoczyło ich i zmusiło do stoczenia walnej bitwy. Armia angielska posiadała przewagę liczebną: przeciw pięciu tysiącom pozostałych po ostatniej bitwie wikingów stanęło dziewięć-dziesięć tysięcy Anglosasów. Wojska norweskie w bitwie pod Stamford Bridge poniosły druzgocącą klęskę: straciły ponad 3700 zabitych, w tym dowódcę, króla Haralda, który zginął trafiony strzałą w gardło. Spośród trzystu drakkarów, na których przypłynęli Norwegowie, do kraju odpłynęło zaledwie dwadzieścia cztery; na obsadzenie tylko takiej liczby okrętów starczyło zdolnych do żeglugi ludzi. Straty po stronie angielskiej nie są znane, były one jednak niższe niż po stronie norweskiej, gdyż wielu wikingów zostało zabitych przez zwycięzców podczas ucieczki do miejsca cumowania drakkarów w odległym o blisko 20 km Riccall. Kronika anglosaska (wersja IV) tak przedstawiała przebieg wypadków: Nasz król Harold nadciągnął niespodzianie z wielką armią anglosaską i spotkał się z Norwegami za Yorkiem pod Stamford Bridge, gdzie obie strony walczyły zacięcie przez cały dzień.