Конечно, и полководцы Орды не зря ели свой хлеб. Что именно делает передовой полк, они поняли уже в первой атаке. На флангах рязанские и литовские дружины устроили настоящую резню. Язычники представляли собой волнолом, который разрезал атакующие порядки, не позволял нанести мощный удар по основным русским позициям, вынуждал тысячи шедшие на флангах рассыпаться. В результате лучшие части русских (стоявшие на флангах) имели заметный перевес и спокойно выбивали противостоящие им отряды.
Попытка обойти передовой полк и разбить его ударом с тыла, предпринятая во второй атаке также не привела ни к чему хорошему. Микула Вельяминов и Олег Рязанский поняли друг друга без слов. Великолепный Коломенский полк моментально контратаковал, и уже сами татары оказались опрокинуты ударом в спину и прижаты к телегам. Попытка же окружить увлекшихся коломенцев была нейтрализована Пронской дружиной. Стало очевидно, что бой будет жестоким.
На исходе первого часа в бой пошла многочисленная союзная и наемная пехота Мамая.
Предположительно, идея состояла в концентрированном ударе по передовому полку, при котором армянские и генуэзские отряды атаковали по фронту, а кавказцы — с тыла. Однако, окружение не удалось — конница не смогла прикрыть ясскую пехоту и той пришлось вступить в бой с основной линией русских войск. Удар генуэзцев оказался страшен и поставил язычников на грань разгрома. Ополченцы не смогли противопоставить профессионалам ничего кроме храбрости и ожесточенности. Они отбили эту атаку только благодаря тому, что амазонки рубились с врагом на равных (и не отступили) и несколько отрядов храмовых воинов вступили в бой (тут было иначе — уже рядовые наемники в ближнем бою оказались беспомощны перед языческой элитой). При этом строй третьей и четвертой, седьмой и восьмой тысяч истончился до трех рядов (из 19 первоначальных), всех остальных — до шести.
Понимая, что назревает катастрофа, Игорь Палач затеял перестроение своих войск.
Для начала он, предварительно отдав необходимые распоряжения и дождавшись возвращения гонцов, повел всю свою конницу в контратаку. Момент был выбран очень удачно — татары и так откатились в очередной раз. Завидев русскую контратаку они попытались выманить и окружить противника — и изобразили бегство. Это подарило язычникам лишнее время.
Тем временем все пехотные тысячи ополчения были собраны в два места — на участки изначально занимавшиеся третьей — четвертой и седьмой — восьмой тысячами, а баталии амазонок сомкнулись в когорты растянув строй. Из десятирядного он должен был превратиться в шестирядный, но потери привели к тому, что полных рядов оказалось только четыре, а от пятого было меньше половины (из 1500 человек штатного состава когорты оставалось около 1100, уже вышли из строя более четверти амазонок). Понимая, что даже такая концентрация ополченцев (они снова стояли в 18 рядов) долго не продержится князь и Иван Вельяминов ввели в бой "профессиональные" тысячи. Это увеличило число войск на каждом из участков с 1800 до 2800 бойцов (потери среди ополчения были ужасны — за полтора часа из 9000 воинов первой линии хоть какую-то боеспособность сохранило только 3600).
Поскольку предпринятые шаги не привели к победе, Мамай снова изменил направление главного удара. На этот раз он попытался разгромить наиболее крупную часть русского войска (предположительно — самую слабую), а именно — центр их основной линии (большой полк). Послав отряды связать боем передовой полк и полки правой и левой руки, основную массу войск он бросил против русского центра. Само развертывание его войск было связано с немалыми трудностями и удалось далеко не сразу — Тэмучжин понял что за массы кавалерии движутся мимо него и попытался перехватить их. Это стоило ему трети из уцелевших, но он смог оттянуть на себя целый тумен (пусть и ненадолго). Сестрорецкий князь или не смог помешать выдвижению татар, или решил не рисковать — он ограничился приказом развернуть баллисты на 180 градусов.