Дружины Мстислава и его союзников-половцев были готовы к бою, но остальные князья ещё не успели подойти. Вместо того чтобы дождаться их и ударить соединёнными силами, Мстислав с отрядами половцев завязали в мае 1223 года бой с монголами. А те уже поджидали их на заранее подготовленных удобных позициях. По сообщениям летописей, князь Мстислав со своими верными дружинниками, окружённые врагами, отважно сражались в течение трёх дней, прежде чем сдаться. Монголы казнили князя в отместку за гибель своих посланцев, которых русские князья закололи. Несчастного Мстислава завернули в ковёр и задушили — это считалось у монголов почётной казнью, поскольку совершается она без пролития крови и тем самым выказывается уважение к жертве.
Битва при Калке глубоко врезалась в историческую память русского народа, так как её печальный исход положил начало страшному нашествию кочевников.
На следующий день после поражения князя Мстислава Галицкого и его союзников-половцев русским князьям — черниговскому, смоленскому и киевскому — не хватило духу на погоню за азиатскими пришельцами. Уцелевшие в злополучной битве, которая стала первым из несчастий, причинённых русским людям монголами, рассказали князьям о том, как всё произошло. Это поражение стало сюжетом множества преданий, летописей, самые известные из которых — «Слово о погибели русской земли», Ипатьевская летопись и Никоновская летопись. Все они рисуют страшные картины ударов монгольского бича по жителям Руси.
Русские князья собрали кавалерию, но преобладала у них пехота. Почти все ратники носили шлемы, а некоторые — и кольчуги, но только люди знатные и состоятельные имели полное снаряжение. Закованные в железо, с боевыми знамёнами на древках пик русские воины выглядели великолепно. Издали их стальные ряды казались непробиваемыми. За каждым щитом, за спиной каждого ратника были тяжёлая секира, обоюдоострый меч и копьё. Монголам, которые наблюдали за русскими воинами в течение нескольких дней, они, с их рыжими бородами, закрывавшими половину красноватых лиц, казались похожими на свору псов. Кочевники, победившие всех противников, с которыми до тех пор им приходилось иметь дело, по достоинству оценили силу русского воинства. Но они знали, что этим ратникам недостаёт мобильности как в рукопашном бою, так и в тактическом маневрировании. Они были медлительнее монголов и менее собранными.
По сигналу, быстро переданному с помощью вымпелов по всем рядам их эскадронов, монгольские всадники мгновенно изготовились к движению. Ещё несколько хриплых выкриков, и на поле битвы, освещённое весенним солнцем, опустилась тишина. И вдруг раздалась команда, которую каждый из монголов ждал уже не один день. Кочевая конница ринулась в атаку.
Русские были застигнуты врасплох, когда вдруг на них помчались полчища невысоких лошадей. Теперь ратникам предстояло помериться силами с этими черноволосыми, одетыми в какие-то старые лохмотья всадниками, которые долго кружили неподалёку от их лагеря. Земля дрожала под ударами тысяч копыт. Нёсшиеся галопом маленькие лошади подняли клубы пыли, которая накрыла людей и животных. Эта кавалерийская атака была похожа на цунами.
Вот монголы уже в ста метрах, в пятидесяти. Внезапно лавина стрел обрушивается на русские ряды, и в них появляются бреши. Не имея достаточного количества луков, ратники не могут ответить тем же. Но вдруг карусель лучников поворачивается и быстро оставляет поле боя противнику. Ратники смотрят на убитых, подбирают лежащие на земле стрелы и в бешенстве ломают их. Они ищут врага, который должен быть где-то впереди. Но все их передвижения несогласованны, они в замешательстве. И монгольская конница появляется вновь. Стрелы сеют смерть и ужас. В первых рядах слышны выкрики, проклятия. На один из русских флангов усиливается натиск. Там ждут приказов, но их всё нет, а в это время монголы выпускают по воинам все оставшиеся стрелы, после чего вновь стремительно уходят.
Так всадники на невысоких лошадях выматывали силы русских ратников. Короткие команды, крики, толкотня и замешательство. Второй ряд ратников смят лобовым ударом. Наконец раздаются долгожданные приказы, но их невозможно понять. Каждого затягивает поток отступающих. Степные всадники повсюду: поднятые сабли, торчащие пики. Они рубят раненых, находят тех, кто пытается спастись, и не дают им это сделать.