Robert occupait le Mont-Cassel, qui devait son nom à un ancien château romain: les Flamands accouraient de toutes parts auprès de lui, les uns de Furnes et d'Aldenbourg, les autres d'Ypres ou de Bruges; par leurs soins, des retranchements et des palissades fortifièrent la position redoutable qu'il avait choisie.
L'armée qui obéissait au roi de France était nombreuse. Les barons, ducs, comtes et châtelains, s'étaient empressés de se ranger sous ses bannières. Ce n'étaient pas seulement les Français du nord de la Seine qui s'étaient rendus à l'appel de Philippe Ier; les Gallo-Romains de l'Anjou, du Poitou, du Berry avaient pris part avec joie à cette expédition qui remontait du Midi vers le Nord pour ruiner la puissance des comtes de Flandre. Toutes ces milices s'avançaient en désordre, réunies par un but commun, mais animées de passions diverses, et après une longue marche retardée par les glaces de l'hiver, elles s'arrêtèrent, le 21 février 1071 (v. s.), à Bavichove, au pied du Mont-Cassel.
Le lendemain, avant les premières clartés du jour, Robert se précipite, suivi des siens, avec une irrésistible ardeur, du sommet de la montagne. Il pénètre dans le camp des Français, qui surpris à demi armés résistent à peine. «Pourquoi prolonger mon récit? ajoute un chroniqueur: l'armée du roi est immolée, le sang rougit le sol et les cadavres s'amoncellent dans la plaine.» Le roi de France se dérobe à la mort par une fuite rapide. Richilde, un instant prisonnière, profite de la confusion de la mêlée pour le suivre dans sa retraite; mais Guillaume Fitz-Osbern a succombé. «En vérité, s'écrie le moine saxon Orderic Vital, la gloire du monde passe comme l'herbe des champs et s'évanouit comme une fumée. Qu'est devenu Guillaume Fitz-Osbern, comte d'Hereford, vice-roi, sénéchal de Normandie, et le plus intrépide des chefs à la guerre? Il avait été le plus terrible oppresseur des Anglo-Saxons, et son orgueil avait été la cause de la mort misérable de plusieurs milliers d'hommes. Hélas! le juge suprême voit tout et attribue à chacun la juste récompense de ses actions: Guillaume est tombé, cet audacieux athlète a été puni comme il le méritait. De même que beaucoup de victimes ont péri par son glaive, voici que soudain il est lui-même frappé par le fer.» A une lieue de Cassel, les Français essayèrent de se rallier et furent de nouveau dispersés. Robert triomphait lorsque entraîné trop loin dans sa poursuite, il se vit entouré d'hommes d'armes du comte de Boulogne et réduit à leur remettre son épée. Conduit au château de Saint-Omer, il y fut confié à la garde du châtelain Waleric; mais les habitants de Saint-Omer, plus favorables à la race des Flamings qu'aux Wallons, ne tardèrent point à courir aux armes pour le délivrer; grâce à leurs efforts, Robert recouvra la liberté.
Les amis d'Arnould le Simple pleuraient leur jeune comte, atteint d'un coup mortel au moment où il quittait le champ de bataille. Robert le Frison fit rendre à son infortuné neveu les honneurs de la sépulture dans l'abbaye de Saint-Bertin. Pendant longtemps on avait ignoré les circonstances de sa mort, mais on raconta plus tard qu'un Flaming nommé Gerbald, troublé par les remords qui lui reprochaient d'avoir répandu le sang du légitime héritier de la Flandre, alla à Rome supplier le pape Grégoire VII de faire trancher la main qui avait commis le crime; mais le pape lui répondit: «Votre main n'est pas à moi, elle appartient à Dieu;» et par ses conseils, Gerbald se retira à l'abbaye de Cluny.
Le roi de France, après avoir reçu l'hommage de Baudouin, frère d'Arnould, avait rassemblé une nouvelle armée à Vitry. Le châtelain Waleric lui livra les portes de la cité de Saint-Omer: sa vengeance y fut terrible et il se préparait à d'autres combats, lorsque le comte Eustache de Boulogne et son frère, Geoffroi, évêque de Paris, se laissèrent séduire par la proposition que le comte de Flandre leur adressait de réunir à leur domaine d'Eperlecques la forêt voisine de Bethloo. Cette double défection remplit l'esprit de Philippe Ier de terreur, et il se hâta de s'éloigner de Saint-Omer, de peur de tomber au pouvoir de Robert le Frison.
Tandis que Godefroi de Lorraine recevait de l'empereur Henri IV l'ordre d'envahir la Frise, Richilde, soutenue par l'évêque de Liége, se disposait à recommencer la guerre; mais Robert, prévenant ses projets, traversa l'Escaut pour la combattre, et le champ des Mortes-Hayes, près de Broqueroie, fut le théâtre d'un triomphe non moins sanglant que celui de Bavichove. Enfin, en 1076, la victoire de Denain renversa les dernières espérances de la comtesse de Hainaut.
Godefroi de Lorraine conservait seul sa puissance et ses conquêtes en Frise. Des meurtriers envoyés par le comte Robert le rencontrèrent à Anvers et profitèrent d'un moment favorable pour le mettre à mort.
L'empereur Henri IV ne lutta pas plus longtemps contre l'ascendant de Robert: il reçut ses députés à Mayence et y conclut la paix. Richilde se soumit au droit que le nouveau comte de Flandre tenait de son épée, et accepta comme douaire la châtellenie d'Audenarde: dès ce jour, sa vie ne fut plus qu'une sévère expiation des fautes qui avaient engendré ces longues et désastreuses guerres; ce fut en se consacrant aux jeûnes et aux prières et en soignant les pauvres et les lépreux que l'orgueilleuse Richilde mérita de partager, au monastère d'Hasnon, la tombe de son époux, Baudouin le Bon.
Le roi de France ne tarda point à adhérer à la paix conclue à Mayence: ce fut par le conseil de Robert, racontent les chroniques contemporaines, qu'il épousa Berthe de Frise, fille de la comtesse de Flandre.
Baudouin le Pieux avait soutenu les Normands. Robert leur était profondément hostile. Guillaume le Conquérant, impatient de venger la mort du comte d'Hereford, ne haïssait pas moins Robert. L'heureux triomphateur d'Hastings contestait la légitimité des droits du vainqueur de Bavichove, et lui refusait le payement annuel des trois cents marcs d'argent promis aux successeurs de Baudouin le Pieux. En 1073, le roi anglo-saxon Edgar Etheling se rendit en Flandre et y conclut un traité avec le comte Robert. Le roi de France Philippe Ier l'approuva, et Robert crut devoir associer également à ses projets Knuut, fils du roi Zwan de Danemark. Deux cents navires danois se rendirent dans les ports de Flandre, prêts à appuyer la tentative de Waltheof, fils de Siward; mais l'habileté des Normands étouffa promptement ces complots. Waltheof périt: ses amis, qui avaient admiré en lui le courage d'un martyr, honorèrent longtemps sa sépulture, placée dans la monastère de Croyland près de celle de la Flamande Torfriede, cette illustre veuve de l'intrépide Hereward.