В понедельник 25 сентября войско Гарольда, отдохнувшее и выстроенное в должном порядке, миновало Йорк и двинулось навстречу норвежцам, расположившимся в Стемфорд Бридж, маленькой деревушке на берегу реки Дервент. Норвежцы пришли туда, чтобы дождаться прибытия заложников от жителей Йоркшира (похоже, Харальд Суровый не слишком доверял своим новоиспеченным «союзникам»). Кроме того, неподалеку от Стемфорд Бридж, в Каттоне, располагалось одно из поместий короля Гарольда Английского742, в котором можно было добыть все необходимые припасы; таким образом, Харальд Суровый рассчитывал удержать своих людей (а особенно воинов Тости) от грабежей в Йорке. Хотя непосредственных указаний на это в источниках нет, кажется весьма вероятным, что Тости не прочь был рассчитаться с местными тэнами за свое изгнание в 1065 году. Судя по всему, после победы при Фулфорде завоеватели считали, что им ничего не грозит (по крайней мере в данный момент), иначе они вряд ли бы ушли так далеко от своих кораблей, рискуя тем, что противники могут преградить им путь к отступлению. Если бы норвежцы знали о приближении английского войска, они, безусловно, предпочли бы обороняться в Йорке, перегородив реку Уз. Возможно, они полагали, что Гарольд, опасаясь нормандского вторжения, не решится идти на север или же что после поражения эрлов при Фулфорде он не рискнет нападать первым. Но скорее всего, они просто не ожидали, что английский король нанесет ответный удар так быстро. Как бы то ни было, когда войско Гарольда появилось у Стемфорд Бридж 25 сентября, норвежцы оказались совершенно к этому не готовы.
Битва, произошедшая в тот день, стала самой впечатляющей из побед Гарольда и одной из наиболее значимых битв Средневековья. Она ознаменовала конец эпохи викингов и, кроме того, сыграла свою роль в дальнейшей судьбе Гарольда: потери, которые понесло в ней английское войско, повлияли на исход битвы при Гастингсе743. Соответственно имеет смысл обсудить ее более подробно: это даст нам возможность оценить и военные таланты Гарольда, и те последствия, которые она имела в ближайшем будущем.
Источники не сообщают никаких данных о численности участников сражения, хотя утверждение Англосаксонской хроники, что норвежцы прибыли на 300 кораблях744, позволяет назвать приблизительную цифру для войска Харальда Сурового. Если принять, что на каждом корабле находилось по 25 воинов745, то в момент первой высадки в Нортумбрии войско норвежцев насчитывало 7500 человек. По имеющимся оценкам, в конце викингской эпохи «длинные корабли» скандинавов могли нести от 50 до 60 человек. Учитывая, что число кораблей, названное в Хронике, может быть преувеличено, а кроме того, они, с вероятностью, были разного размера, взятая нами средняя цифра в 25 человек кажется разумной. Если списать одну треть на жестокие потери, понесенные норвежцами в битве при Фулфорде, остается примерно 5000 воинов. Какое-то количество людей осталось стеречь корабли, таким образом, получается, что у Стемфорд Бридж находилось примерно 4000 человек. О численности англосаксонского войска нет никаких данных, но логично предположить, что она была примерно такой же. Войско большей численности трудно было бы собрать и подготовить к битве по дороге, а кроме того, у Гарольда возникли бы сложности с провизией во время путешествия. В рукописи «С» Англосаксонской хроники говорится, что противники «яростно сражались почти целый день»746; напряженность битвы свидетельствует о том, что силы оказались примерно равными.