En 1053 el duque hubo de dir a la guerra contra dellos nobles normandos y contra los sos tíos paternos, Mauger, nuevu arzobispu de Rouen y Guillermo de Talou, conde de Arques. Al añu siguiente, 1054, los rebeldes normandos y el rei de Francia llanzaron una doble invasión de Normandía: el rei en persona lideró la meyora al traviés del condáu d'Évreux y el so hermanu Eudes invadió l'este del ducáu. Guillermo tuvo qu'estremar en dos les sos fuercies: la primera, dirixida por él, enfrentar al rei Enrique I, y la segunda, comandada por dalgunos de los más firmes sofitos del duque como Roberto, conde d'Eu, Walter Giffard, Roger de Mortemer y Guillermo de Warenne, coló contra la otra fuercia invasor. El segundu contingente ducal ganó a Eudes na batalla de Mortemer. Espulsaes les tropes del rei francés, los sofitos na Ilesia que tenía Guillermo tamién depunxeron al arzobispu Mauger. La victoria en Mortemer afitó'l poder de Guillermo, anque los enfrentamientos col monarca francés y el conde d'Anjou nun cesaron hasta 1060. En 1057 Godofredo Martel y Enrique I volvieron intentar invadir Normandía, pero fueron ganaos pol duque na batalla de Varaville. Esta foi la última invasión que sufrió'l ducáu normandu en vida de Guillermo, y les muertes de Godofredo y d'Enrique I nel añu 1060 encimentaron la posición del duque.