位置
有爭議的是，在戰役發生時那裏是否有一個村莊和一座橋。一種推測認爲，在1066年時還沒有斯坦福橋，甚至直到1086年，末日審判書編成時也不沒有。這個暗示和描述穿過德文特河地點的名字應當是由單詞石頭(stone)、涉水(ford)、橋(bridge)衍生出來的，即被水漫過的石頭(stoneford)與橋樑(bridge)。在村莊的位置，在河牀上有一個露出河牀的岩石，曾經有水流過形成一個迷你瀑布。在枯水季節人們可以很容易的從這一處步行或騎馬涉水過河。
戰鬥過程
9月25日，雙方在斯坦福橋準備決戰。挪威一邊大約9000人，英軍的人數則與之相當或略多。
戰前，熟悉英軍戰法的託斯蒂格建議哈拉爾率軍回到船隻附近，利用船隻掩護以防禦英軍乘馬突襲。但哈拉爾拒絕了這一建議。 他舉起戰旗“大地摧毀者”(Land-Waster)，下令全軍在高地上擺出狹長的盾牆陣型，並在弓箭手外圍佈置一圈士兵進行護衛。 此外，哈拉爾三世還要求前排士兵將手中的長矛朝向斜上方、以防敵軍乘馬突襲。
同時，英軍也在哈羅德指揮下以盾牆陣型向前推進。雙方佈陣完畢後，有20名身着鎖子甲的英軍騎兵來到挪威聯軍陣前，其中一人向託斯蒂格喊道： 你的兄弟哈羅德國王在此向你問好。你若答應他的條件與他保持和平的話，將能獲得王國的三分之一。
託斯蒂格表示拒絕： 那麼我的盟友挪威國王將能得到什麼?
騎馬者略帶嘲諷地回答道： 既然他的個頭比一般人都要高，那就給他一片七英尺見方的土地，不夠的話再多一點也沒問題。
說完這番話後，騎馬者回到了英軍陣中。事實上，出陣者就是英王哈羅德本人。 當哈拉爾得知此事後，也嘲諷地對託斯蒂格說道： 這矮子看着就像個小男孩，不過他在馬鐙上站得還挺安穩。
隨後，戰鬥正式打響。哈羅德先派出一隊人乘馬向挪威軍隊發起衝擊。但第一波攻擊被盾牆所阻，挪威人的弓箭手也給英軍先鋒造成了不小的傷害。哈羅德見狀，決定採取佯攻之法誘使挪威軍隊出擊，以破壞其防線。
哈拉爾三世不知是計，在未攜帶盾牌，也未着鎖子甲的情況下就揮舞長劍衝出，率軍發起衝鋒。雙方在短促的弓箭與標槍射擊後，使用嚴密的盾牌陣撞向對手。一場殘酷而血腥的重步兵對戰，在兩支風格異常接近的軍隊之間展開。
關鍵時刻，哈拉爾三世被一支流矢射中咽喉，當場斃命。託斯蒂格見狀立刻命令全軍後撤，重新組織起盾牆防禦。此時，哈羅德再次要求託斯蒂格罷兵休戰，許諾饒恕後者的所有軍隊。 但挪倔強的挪威人死戰不退，與哈羅德的精銳近衛軍再次血戰。託斯蒂格很快也戰死沙場，挪威人敗象已顯。
這時，留在船上的挪威後備軍急忙趕來增援。但這支後備軍抵達戰場時已精疲力盡，爲了減少負擔，他們便扔掉盔甲繼續戰鬥。 但整場戰鬥已失去懸念，人數處於劣勢的挪威人不斷後撤。
發起追擊的英格蘭軍隊卻被一位據守橋樑的挪威武士擋住去路。這位一夫當關的勇士，使用重型戰斧，先後砍殺了40餘名英軍。最後一個英格蘭人靠着半塊木板漂到橋下，用長矛刺透橋板擊中了挪威巨人，這才殺死了他。但他的努力也已無力迴天，英軍的屠戮一直持續到深夜。
還有另一種關於作戰過程的說法，哈羅德的突襲使得維京人措手不及。戰局對於挪威人來說極爲不利，他們的軍隊被分割爲兩股，一些人留在德文特河西岸，而主力部隊停留在東岸;由於事前沒有想到撒克遜人會突然進攻，再加上這天天氣出奇地熱，挪威人把盔甲都留在了船裏。
撒克遜軍隊很快擊潰了西岸的挪威軍隊，等到撒克遜部隊的主力到達時，留在西岸的挪威人不是被殺就是逃過了河。挪威人在東岸組成了一道盾牆來抵禦英國人的進攻。哈羅德的軍隊一擁過河，排成了一道比挪威軍隊稍窄的陣線，隨後發動了衝鋒。儘管沒有披戴鎧甲對於挪威人來說是一個極大的劣勢，雙方仍然激戰了數小時之久。最終挪威軍隊開始顯露出敗象，撒克遜人趁勢突破了對方的盾牆防禦，並對敵人的側翼進行了合圍。哈拉爾德被一支流矢射中氣管，當場斃命。託斯提格也戰死陣中。挪威軍隊開始瓦解，並且基本上喪失了戰鬥力。
在戰役的最後階段，在雷考看守船隻的挪威軍隊在哈拉爾德的女兒的未婚夫埃斯泰因·奧瑞(Eystein Orri)的率領下趕來增援。因爲長途跋涉，這支援軍中的一些人在到達戰場之前就因爲勞累而跌倒甚至死去。這些戰士全副武裝加入戰鬥，他們的反擊被挪威人稱爲“奧瑞之風暴”(Orri’s Storm)。他們的確短暫的阻擋了撒克遜人的兇猛勢頭，但是很快因爲寡不敵衆而戰敗，奧瑞本人也被擊殺。至此，挪威軍隊徹底潰敗，撒克遜人一路追擊，有的挪威人在逃跑時溺斃在河裏。
難以想象在如此狹小的戰場竟戰死了如此之多的士兵，據說在此役七十年之後這裏的土地仍然因爲白骨堆積而顯成白色。
後果
戰後哈羅德和殘存的挪威人(包括哈拉爾德的兒子奧拉夫(Olaf)和奧科尼伯爵保羅·索芬森(Paul Thorfinnsson, Earl of Okney))達成了和平協議。挪威人被允許離開英格蘭，前提是他們必須發誓永不踏上英格蘭海岸。挪威人來的時候乘坐300艘船，回去的時候只能坐滿24艘船了，這足可見他們的人員損失之大。他們先是退回奧克尼羣島，並在那裏過冬。來年春天，奧拉夫返回了挪威。挪威王國隨後分裂，奧拉夫和他的兄弟瑪格努斯(Magnus)分別治理一部分國家。
斯坦福橋戰役結束後的第三天，也就是9月28日，諾曼人在征服者威廉的率領下在英格蘭南海岸登陸。哈羅德只好帶着自己這支剛剛經歷過一次戰鬥而疲憊不堪的軍隊火速南下迎敵。10月14日，哈羅德在黑斯廷斯戰役中兵敗被殺，宣告了諾曼征服的開始與盎格魯-撒克遜統治時代的結束。由於衆多的塞恩貴族戰死在斯坦福橋和黑斯廷斯，撒克遜人很難再組織起有效的抵抗來面對諾曼大軍。
