Sin embargo, dos años después el reino fue ocupado por el rey Penda de Mercia, quien en esa época estaba enfrentado con Northumbria en una guerra por la hegemonía de la región.

Esta guerra estaba marcada también por intereses religiosos, ya que Penda era un rey pagano en tiempos en que todos los monarcas anglosajones estaban siendo cristianizados.

Durante unos años, Cenwalh se refugió junto al rey Anna de Estanglia, donde fue bautizado.

Se considera que, previamente, Cenwalh había repudiado a su esposa, que a la sazón era hermana de Penda.

Esta lo sucedió por un breve tiempo luego de su muerte en 674.