Пока Бастырь жёг и громил Суздаль, монголы продолжали усиленную подготовку к штурму Владимира. Под присмотром нукеров пленные возводили вокруг столицы деревянный частокол, лишая владимирцев не только возможности совершить вылазку, но просто покинуть город. Военные инженеры готовили к бою всю осадную технику, которая была в наличии – камнемёты, машины для метания зажигательной смеси, тараны, лестницы. Окрестные леса вырубались под корень, и тысячи пленников волокли тяжелые бревна и большие вязанки хвороста на монгольские позиции, чтобы было чем завалить перед штурмом ров.
К отражению вражеской атаки готовились и в стольном Владимире. Чёрные дымы поднимались над крепостными валами, где горожане в больших котлах кипятили смолу. Городские улицы перекапывали канавами, перегораживали телегами и санями, чтобы затруднить продвижение монгольской конницы в случае прорыва. На стенах сложили груды камней, чтобы сбивать карабкающихся на вал степняков, а откосы залили водой, создав дополнительное препятствие атакующим. Несколько дней кипела активная работа как в стане осаждавших, так и в осаждённом городе. Князь Мстислав и воевода Пётр днями и ночами не слезали с коней, объезжая городские укрепления, проверяя готовность ратников, подгоняя нерадивых и распекая бестолковых. Найдя общий язык с воеводой Петром, молодой князь сделал всё от него зависящее, чтобы город был готов к тем тяжелейшим испытаниям, которые должны были обрушиться на него в ближайшее время. Да и роль Петра Ослядюковича в происходящих событиях трудно переоценить. По большому счёту именно он и являлся душой обороны, в то время как Мстислав был её знаменем. Что же касается князя Всеволода, то испытав сильнейшее душевное потрясение после того, как великокняжеская рать была разгромлена под Коломной, он погрузился в депрессию. Ему требовалось время, чтобы прийти в себя и осознать случившееся.
6 февраля 1238 года все приготовления к штурму у монголов были закончены, и хан Батый отправил тумены на приступ столицы Северо-Восточной Руси.
Монголы окружают стольный Владимир частоколом и устанавливают метательные машины
Миниатюра Лицевого летописного свода XVI в.
Когда в ночном небе начали гаснуть звёзды, предрассветную тишину, царившую на засыпанных снегом улицах города Владимира, разорвал громовой рёв боевой трубы у Золотых ворот. Ей отозвались трубы у Медных и Ирининых ворот, затем заиграли тревогу у Волжских и Серебряных. Столица вынырнула из сна и пришла в движение. Толпы вооружённых людей заполнили городские улицы, спеша занять отведённые им участки на крепостной стене. Те, кто не мог держать в руках оружие, накрепко запирались в своих домах.
Во вражеском стане тоже происходило активное движение. Толпившиеся на стенах горожане могли наблюдать, как монголы выкатывают на позиции невиданные машины для метания камней. Как несут к городским валам большие деревянные щиты, за которыми будут укрываться лучники. Толпы русских полоняников, подгоняемые нукерами, тащили громадные вязанки хвороста и дров, чтобы заваливать ров. Когда они оказались на расстоянии полёта стрелы, то перед защитниками Владимира не стоял вопрос – стрелять по своим или нет, потому что за их спинами находились жёны и дети, отцы и матери. Если ров будет завален, то шансы монголов прорваться в город возрастут многократно. Стрелы, которые летели с башен и городниц, выкашивали целые ряды атакующих, не давая никому приблизиться ко рву. Однако страх перед монголами был сильнее страха погибнуть от стрел и копий соотечественников, а потому многие из пленников добирались до рва и сваливали вниз свой груз.
Вскоре загрохотали метательные машины, и первые каменные глыбы и ядра полетели в сторону города. Тяжёлые камни, выпущенные из камнемётов, с грохотом ударялись о дубовые стены, проламывали кровлю над боевыми площадками, поражали защитников, залетали за городские валы и рушили дома. Монгольские лучники посылали в стоявших на стенах ратников тысячи стрел, не давая им высунуться из бойниц.
Степняки быстро пристрелялись. В город полетели первые зажигательные снаряды и горшки с нефтью, от чего здесь и там стали заниматься пожары, которые горожане старались сразу затушить. Обстрел велся непрерывно, городские стены и башни содрогались под ударами камнемётов, а ров, невзирая на страшные потери среди атакующих, был завален уже во многих местах. Монгольские тысячи начали выдвигаться к городским валам. Нукеры тащили лестницы и верёвки с крюками, по которым они будут карабкаться наверх. Со стен казалось, что чёрная туча надвигается на столицу. Смятение стало закрадываться в души защитников. Ведь многие из тех, кто сейчас стоял на башнях и городницах Владимира-Суздальского, оружие держали первый раз в жизни, а потому всё, что творилось вокруг, их пугало и устрашало. Когда под мощными ударами метательных снарядов стали рушиться городские укрепления, появились первые бреши и проломы, некоторые ратники не выдержали, покинули свои места на стенах и побежали в город.