Само отступление приняло хаотический характер, но в целом происходило в двух направлениях – назад к Днепру, где войско ожидал лодочный мост, – или прямиком на север, в пределы Переяславского княжества. Остатки галичан и волынцев, включая самого Мстислава и раненого Данилу, чудом успели переправиться на правый берег, после чего импровизированный мост попросту уничтожили. Паника была столь велика, что князья с дружиной не стали ждать дальнейшего развития событий, даже оказавшись в относительной безопасности, а в спешке ускакали на северо-запад. Напрасной оказалась и надежда черниговцев кратчайшим путем добраться до своих укрепленных городов или хотя бы в недоступные для кочевников леса и болота верховьев Северского Донца.
Преследование противника было излюбленным спортом монголов. По сути, и не сразившись по-настоящему с врагом, черниговская дружина понесла страшные потери. Полностью погибла вся тяжелая кавалерия, включая самого князя Мстислава Святославича и его сына.
Тем временем, блокированный монголами укрепленный лагерь киевлян над Калкой успешно отбивал все атаки. Импровизированная крепость из возов (вагенбург) была давно известна в Европе и широко применялась для защиты от кавалерии даже после распространения огнестрельного оружия. Чешские табориты в борьбе с немецкими рыцарями довели тактику ее применения до совершенства, а украинские казаки, пользуясь отсутствием у татар пушек, сооружали подобные крепости из возов вплоть до XVIII в.
Три дня монголы не могли ничего поделать с осажденным лагерем. Арбалетчики не давали противнику приблизиться и поджечь возы. Периодически те раздвигались и конница бросалась на вылазку. Но помощь не подходила, и лагерь был обречен. Возможно, у осажденных не было источника пресной воды. Грубейшей тактической ошибкой Мстислава Романовича при выборе позиции это вряд ли можно считать. С точки зрения стратегического положения, место, выбранное старым князем, было вполне удачным – успешная трехдневная оборона от многократно превышающих сил врага тому подтверждение. Другое дело, что Мстислав киевский отнюдь не собирался выдерживать в укрепленном лагере длительную осаду, а просто хотел обезопасить войско на ночь. В сложившейся ситуации стало очевидно, что рано или поздно Руси все-таки придется сдаться.
Субудай и здесь проявил себя не только талантливым полководцем, но и расчетливым дипломатом. Для ведения переговоров он выбрал в качестве посредника воеводу выступавших на его стороне бродников (Плоскиню). О происхождении этих людей известно немного. Скорее всего, это были остатки старого земледельческого населения степи, которое еще печенежское нашествие заставило перейти на полукочевой образ жизни и поселиться в недоступных для кочевников лесистых долинах рек. Бродники занимались рыболовством, торговлей, разбоем, стараясь контролировать стратегически важные переправы через реки (отсюда, судя по всему, и название). В любом случае, мирно уживаясь с половцами, они вели скорее оседлый образ жизни. Этнически это было, скорее всего, славянское население, возможно, поглотившее остатки хазарской земледельческой колонизации и часть позднейших тюркских пришельцев. Летописи однозначно не считают бродников чужими. С другой стороны, политически донские и днепровские бродники явно были больше связаны с половцами, самое первое упоминание о них в 1147 г. представляет бродников как союзников «поганых». Образ жизни бродников поразительно напоминает образ жизни позднейших казаков. Хотя с последними более правомерно все же сравнивать днестровских и дунайских берладников (их название происходит от Берладя в низовьях Прута – ныне Бырлад, Румыния). Политически связанные с галицкими князьями, они принимали активное участие во внутренних делах Украины-Руси и даже пытались перейти к экспансии. Но в любом случае и воевода донских бродников Плоскиня воспринимался киевлянами как «свой». Кроме того, они, скорее всего, знали, что бродников включили в монгольское войско под принуждением и только как проводников. Плоскиня поклялся и поцеловал крест на том, что монголы согласны отпустить осажденных за выкуп. Субудай обещал Мстиславу Романовичу, его зятьям и воеводам, что ни одна капля их крови пролита не будет.
История не сохранила нам свидетельств о том, как отнеслись в лагере киевлян к переговорам, были ли предложения не сдаваться и выйти в поле, чтобы умереть геройской смертью. Известно другое: Мстислав принял условия капитуляции, но как только воины раздвинули возы, бродники схватили его с зятьями, а монголы ворвались в лагерь и начали рубить сдавшихся.