Генеральный штурм начался 7 февраля. Согласно свидетельству Тверской летописи, рано утром руководителям обороны стало ясно, что шансов на успешный исход осады нет, поэтому Всеволод и Мстислав с благословения епископа Митрофана покаялись в грехах и приняли схиму (65, 368–369). Что не помешало им сражаться с монголами на валах и улицах столицы. В монахи постриглись великая княгиня Агафья со снохами, некоторые бояре и их жены. С утра монгольские камнеметы начали крушить городские стены и башни, Батый задействовал всю осадную артиллерию. Большие разрушения были произведены в самом городе, «и сыпашася камение велие издалеча божиим попущением, яко дождь внутрь града
» (61, 108). Когда обрушился участок стены напротив церкви Спаса, монголы завалили ров «сырым лесом» (65, 369), возвели у валов примет и пошли на приступ. В наши дни это место называется Козлов вал, если смотреть с него на восток, то прямо будет Спасская церковь, слева Золотые ворота, справа старинная водонапорная башня. Возможно, защитники сумели бы удержаться на валу, но в это время проломы возникли в других местах. Были разбиты стены у Ирининых и Медных ворот, разрушены укрепления со стороны Клязьмы у Волжских ворот. Монголы «отовсюду весь град разбивше» (61, 108) перешли в общее наступление. Владимирцы отступили на улицы Нового города и попытались остановить продвижение орды, но степная конница мощным натиском сминала защитников и уверенно приближалась ко второй линии обороны, городу Мономаха. Новый город был взят до обеда, монголы поджигали дома и строения, грандиозный пожар охватывал столицу (80, 128).О том, что происходило во Владимире-Суздальском после падения Нового города, достоверной информации нет, мы даже не знаем, при каких обстоятельствах были захвачены город Мономаха и княжеский детинец. Только Татищев пишет, что степняки быстро овладели городом Мономаха, «поскольку не был укреплен и оборонять было уже некому, многих тут побили и пленили
» (161, 729). Всё внимание летописцев оказалось сосредоточено на трагедии в Успенском соборе, где находилась великокняжеская семья, епископ Митрофан, владимирские бояре и множество простых людей. Степняки разбили двери, ворвались в собор и убили всех, кто там находился. Княгиня Агафья с родственниками и епископ Митрофан под охраной дружинников укрылись на хорах, поэтому нукеры не смогли их захватить. На предложение сдаться княгиня и епископ ответили отказом. Тогда монголы разобрали заборы и строения около храма, обложили его деревом, сложили внутри Успенского собора огромный костер и подожгли. В дыму и пламени погибли последние защитники столицы Северо-Восточной Руси (61, 109). Владимирское духовенство было перебито, церкви и монастыри разграблены, город сожжен.Противоречивы свидетельства о судьбе сыновей Георгия Всеволодовича. В некоторых летописных сводах, например в Лаврентьевской летописи (31, 400), сообщается, что после прорыва главной линии обороны, Всеволод и Мстислав бежали в город Мономаха. Но убиты были княжеские сыновья за стенами столицы (31, 401). Есть свидетельства противоположного свойства: «Всеволод, Мстислав, в новом граде Володимери от тех же безбожных Татар убиена быста
» (74, 264). Эта информация присутствует в различных летописях, данной точки зрения придерживался и В.Н. Татищев (161, 729). Н.М. Карамзина полагал, что молодые князья погибли при попытке прорыва из города (143, 511). Ситуацию проясняет Галицко-Волынская летопись, где говорится, что Всеволод отправился на переговоры с Батыем и был зарезан по приказу хана (2, 235). Мстислав при этом не упоминается. Из летописного текста следует, что молодой князь прибыл на встречу с ханом в сопровождении лишь небольшого количества дружинников. О причинах, побудивших Всеволода пойти на поклон к завоевателю, можно только гадать. Летописец пишет, что по молодости лет князь испугался, решил почтить Батыя богатыми дарами и выпросить себе жизнь, но насколько данное объяснение соответствует действительности, мы не знаем. С уверенностью можно говорить, что за пределами городских стен погибли два сына великого князя – Всеволод и Владимир. Где сложил голову Мстислав, неизвестно, возможно, именно он и погиб в Новом городе, что впоследствии вызвало путаницу среди летописцев.