16 октября Генрих вернулся в Англию и тут же созвал парламент. Под влиянием воинственных призывов канцлера Бофорта общины без возражений выделили еще больше денег на новую войну, которая должна была покончить с домом Валуа. Всю зиму король набирал войска, готовил снаряжение и строил в Саутгемптоне новые большие корабли. С этого началось существование великого британского флота; до этого корабли снаряжались отдельными феодалами или конфисковывались у торговцев. Тогда же по приказу Генриха были созданы первые в английской истории военные и военно-морские уставы. 25 апреля 1417 года король проехал на прощание по улицам Лондона, встреченный бурей ликования, а 23 июля отплыл из Саутгемптона с армией из 50 тысяч человек.
1 августа громадный английский флот высадился на том же месте в устье Сены. Менее искусный полководец на месте Генриха направился бы прямо к Руану — столице Нормандии. Но король построил план кампании по-иному; прежде всего он решил завладеть городами и замками Центральной Нормандии, откуда открывался путь как в Париж, так и в прежние английские владения — Анжу и Мен. Захватив Тук и Довийар, англичане подступили к Кану и 4 сентября взяли этот древний город штурмом. После этого почти без сопротивления армия Генриха завладела Байё, Алансоном и Аржантеном и дошла до самого Ле-Мана. В Алансоне король встретился с герцогом Бретани, который согласился вступить с ним в союз и принести вассальную клятву. По всей Франции арманьяки с увлечением дрались с бургундцами, а англичане продвигались все дальше. 2 января они взяли Фалез, родину Вильгельма Завоевателя. Из почтения к предку Генрих велел не трогать город; он вообще старался поддерживать порядок в своих войсках и не допускать тех вопиющих насилий, которыми «прославились» отряды Черного Принца или графа Солсбери.
До середины лета король находился в Кане, пока его помощники успешно продолжали наступление. Герцог Глостер взял Шербур, граф Уорик осадил мощную крепость Домфрон, а Кларенс подступил к Руану, который был главной целью англичан на данном этапе. К концу июля почти вся Нормандия оказалась в руках Генриха, и он с Уориком и Солсбери отправился осаждать город. При любых осадах он прежде всего уделял внимание организации снабжения — осаждающие в те времена чаще страдали от голода, чем осажденные. Он также стремился создать несколько линий укреплений, которые одновременно образовывали форпост перед крепостью противника и предохраняли его собственные войска от внезапного удара с тыла. При осаде Руана было особенно важно блокировать Сену, поскольку французские корабли могли прервать сообщение английского войска с Гарфлером, откуда доставлялись припасы и подкрепления. Задачу блокирования выполнил флот, предоставленный родичем и союзником Генриха — королем Португалии. Выше по течению англичане перегородили реку деревянным мостом, который простоял всю осаду, несмотря на постоянные попытки французов его поджечь. Генрих велел перетащить несколько кораблей по суше на расстояние трех миль, чтобы добиться превосходства на воде. Обрушившись с двух сторон на французские корабли, англичане вынудили осажденных затопить их; одновременно был сожжен руанский арсенал, который находился на левом берегу Сены. Однако город еще держался, надеясь на помощь. В это время бургундцы и их сторонники устроили в Париже резню, убив графа Арманьякского и сотни его сторонников.
Герцог Бургундский еще пытался сохранить лицо. В ответ на мольбы граждан Руана он объявил о посылке армии для освобождения города от осады. Вместо этого в английский лагерь в ноябре прибыли бургундские послы для переговоров о капитуляции. Такие же переговоры Генрих начал и с дофином; несмотря на молодость, он еще раз проявил себя мудрым и осмотрительным политиком. Он вел переговоры с обоими сторонами, играя на их противоречиях, пока голод и болезни медленно истребляли защитников Руана. Между тем к осаждающим из Англии поступали боеприпасы, продукты и даже проститутки, которые из патриотизма обслуживали солдат бесплатно. Под стенами города появились полторы тысячи босых ирландцев, все оружие которых составляли мясницкий нож и пучок дротиков. Папа Мартин V послал к королю кардинала Дезерсена, который должен был добиться мира; однако Генрих запутал старика, посылая его то к одной стороне, то к другой, пока он не вернулся в Рим окончательно сбитым с толку.
Положение осажденных в Руане стало отчаянным. Чтобы избавиться от лишних ртов, они в разгар холодов выгнали из города несколько тысяч беженцев из соседних сел. Англичане отказались пропустить их, и эти несчастные стояли лагерем между двух линий обороны, питаясь только объедками, которые им бросали английские солдаты. Руанцы в последний раз обратились к герцогу Бургундскому; когда помощь опять не пришла, они согласились на переговоры, но Генрих требовал безоговорочной капитуляции. Тогда горожане в отчаянии решили идти на прорыв и погибнуть с оружием в руках. Узнав об этом, король пожалел осажденных и предложил сравнительно мягкие условия капитуляции. Всем, кто признает его своим господином, были обещаны жизнь и свобода. Почти все руанцы, измученные голодом, согласились; девять отказавшихся были казнены. Генрих вступил в Руан 19 января 1419 года. Его первой заботой было накормить оставшихся в живых горожан; после этого он взялся за организацию управления провинцией. Была созвана ассамблея нормандской знати, организованы суды и казначейство. В Кане чеканились монеты с латинской надписью «Генрих, король Франции».
Бургундцы и партия дофина продолжали вести переговоры, борясь друг с другом за внимание английского монарха. Преуспел в этом герцог Бургундский, который склонил на сторону англичан королеву Изабеллу, жену окончательно сошедшего с ума Карла. 29 мая в Манте король встретился с герцогом, Изабеллой и ее дочерью Екатериной, которой было уже 18 лет. Первая встреча прошла безрезультатно, как и семь последующих; Генрих требовал руку принцессы и все территории, уступленные по миру в Бретиньи, вместе с Нормандией. При этом он отказывался от французской короны, надеясь, что она достанется его сыну от Екатерины. Изабелла пыталась сама очаровать красавца Генриха и не позволяла ему встречаться со своей дочерью. Герцогу все это надоело, и он 29 июля неожиданно заключил мир с дофином. Тогда Генрих так же неожиданно захватил крепость Понтуаз, откуда открывалась прямая дорога на Париж. Верный своей привычке, он не торопился и из Понтуаза вернулся в Нормандию, где в конце сентября руководил взятием Жизора — последней французской крепости, сопротивлявшейся целых полгода.
Дофин обоснованно не доверял герцогу Бургундскому, и 11 сентября последний был вероломно убит в Понтеро сторонниками королевской партии. Этот недальновидный шаг заставил наследника убитого Филиппа Доброго снова заключить союз с Англией. В отличие от отца Филипп обязался не только признать королевские права Генриха, но и помогать ему войсками, а также добиваться его брака с принцессой Екатериной. Скоро к соглашению присоединились Париж и другие города; 24 декабря был заключен предварительный договор, за которым 9 апреля 1420 года последовал окончательный мир. К нему присоединились герцоги Бургундии и Бретани, другие крупные феодалы и королева Изабелла, узурпировавшая полномочия своего безумного мужа. Сопротивление французов почти прекратилось; и только на юге, у Ла-Рошели, их флот в союзе с кастильцами сумел нанести поражение англичанам. Сам Генрих всю весну провел в Руане и только в апреле отбыл с армией в Труа, где предстояло подписание мирного договора. 20 мая состоялось обручение его с Екатериной, а на другой день было подписано соглашение, по которому Генрих до смерти Карла VI объявлялся регентом с титулом «король Англии и наследник Франции». Впоследствии он должен был стать королем Франции, вернуть ей все захваченные территории и править в согласии с древними обычаями королевства. В тот же день Бургундия возобновила союз с английским монархом.
2 июня, в праздник Троицы, в церкви Святого Иоанна в Труа состоялась свадьба Генриха и Екатерины Французской. Всего через два дня король вместе с Филиппом Бургундским и герцогом Бедфордом отправился осаждать Сан, который пал после короткой осады. Герцог Глостер был отослан в Англию, откуда доносились все более настоятельные просьбы о возвращении короля. Но Генрих отправился не в Англию, а в Мелен, осада которого была более продолжительной. Город пал только после победы короля в поединке с комендантом Барбазаном. По своему обычаю Генрих вернул свободу всем защитникам и казнил лишь тех, кто был обвинен в убийстве старого герцога Бургундского. Были казнены и несколько пойманных шотландцев — их обвинили в измене их королю Якову, который тогда находился в лагере англичан. После этого Генрих присоединился к Карлу и Изабелле в Корбее и вместе с ними 1 декабря торжественно въехал в Париж. По радости горожан можно было судить, что чужеземный захватчик пользовался среди них куда большей популярностью, чем сумасшедший король или его трусливый наследник со своим продажным двором. Дофин к тому времени был оставлен почти всеми приближенными и в страхе метался по долине Луары, пока наконец не нашел убежище в Бурже.
Новый наследник тут же созвал Генеральные штаты Франции, которые поклялись ему в верности. Отпраздновав Рождество в великолепном Версальском дворце, Генрих вместе с молодой женой отбыл в Англию, где отсутствовал три с половиной года. Все это время в королевстве царил мир, не считая небольших стычек на границах Шотландии да сомнительного дела мачехи короля Жанны Наваррской, которую обвинили в заговоре и отправили в монастырь. 24 февраля Екатерину торжественно короновали в Вестминстере; народу было роздано множество подарков, включая живых кур, которые символизировали побежденного «галльского петуха». После этого молодые супруги вместе с двором отправились в поездку по стране, везде встречая восторженный прием. Путешествие прервалось в Йорке, где Генрих получил известие о том, что стороннники дофина разгромили и убили его брата Кларенса при Боже. Король тут же созвал парламент и попросил одобрить новый поход во Францию. Сословия с тем же энтузиазмом выдали новые средства и простили государству все долги за снаряжение и провизию, поставленные во время предыдущего похода.