Sau khi cánh quân của Tốc Bất Đài và Bạt Đô tiến sâu vào lãnh thổ Hungary. Bela Đệ tứ - vua của Hungary, cử một đạo quân với số lượng áp đảo ra nghênh chiến (có số liệu cho rằng quân Hungary lúc đó là 100.000 quân[18]). Khi biết quân Hungary tới giao chiến, Mông Cổ lập tức lui binh, nhử quân địch đến đồng bằng Mohi, cạnh bờ sông Sajo. Quân Mông rút về phía bên kia cầu, sâu trong rừng. Quân Hung đến nơi thì trời đã tối, bèn dựng trại ở phía bên này chờ quân tiếp viện từ Ba Lan đến.

Nửa đêm ngày 10 tháng 4 năm 1241, quân Hungary khi đang đi tuần cạnh cây cầu bắc qua sông Sajo thì bất ngờ phát hiện toán quân Mông Cổ đang định băng qua cầu. Quân Hungary tấn công hòng chiếm lại cầu. Hai bên giao chiến. Quân Mông do trời tối cộng với việc bị áp đảo bèn rút lui. Quân Hungary chiếm được cầu. Họ quay về trại và tổ chức ăn mừng chiến thắng mà không hay biết phía bên kia quân Mông Cổ đang ráo riết lên kế hoạch tấn công.

Rạng sáng 11 tháng 4 năm 1241, quân Mông chia làm ba đạo quân tấn công theo ba hướng khác nhau. Đạo quân thứ nhất do Shiban chỉ huy, vượt sông đánh vào mạn sườn đội hình quân Hung đang canh giữ trên cầu. Đạo quân thứ hai cùng Tốc Bất Đài tiến về hướng nam, dựng cầu phao hòng vượt sông theo hướng khác. Cánh quân thứ ba do Bạt Đô chỉ huy, với sự hỗ trợ của bảy máy bắn đá và các vũ khí hạng nặng khác, đánh trực diện vào quân Hung án ngữ trên cầu nhằm mở đường cho kỵ binh vượt qua. Giao tranh diễn ra quyết liệt. Trong khi đó, ở doanh trại quân Hungary cách đó không xa, một vài binh lính Hungary trốn thoát về doanh trại và thông báo cho các tướng lĩnh về cuộc tấn công. Hoàng tử Coloman của Glalicia - người thân chinh đánh bại toán quân Mông Cổ đêm hôm trước cùng một vài tướng lĩnh khác quyết định rời trại để yểm trợ chiến đấu. Tất cả bọn họ đều tin rằng đây chỉ là một cuộc tấn công nhỏ khác và rằng họ sẽ lại dễ dàng đánh bại kẻ thù một lần nữa.[19] Nhưng khi đến nơi, họ mới nhận ra trước mắt không hề là một cuộc "tấn công nhỏ" như nhận định. Phía trước mặt họ là cả một tập đoàn quân Mông Cổ hùng hậu. Sau vài trận đánh, quân Mông Cổ chiếm được cầu. Cánh của Bạt Đô và Shiban vượt sông thành công.

Lúc này, quân của Coloman về đến doanh trại, tập hợp thêm lực lượng. Quân Hungary sau khi củng cố lực lượng, áp đảo hoàn toàn so với quân Mông Cổ. Một trận giao tranh ác liệt giữa hai bên nổ ra trên đồng bằng Mohi. Với lợi thế là dàn cung thủ và kỵ binh hạng nặng, quân Hungary đã đẩy lui quân Mông Cổ về tận bờ sông Sajo. Quân Mông bị gọng kìm hai mặt. Trước mặt là đội quân Hungary đang hăm hở tấn công, phía sau lưng là sông Sajo rộng lớn. Bạt Đô không còn cách nào khác bèn phải chống trả quyết liệt nhằm kéo dài thời gian chờ quân của Tốc Bất Đài. Đúng 9h sáng, đạo quân chính do Tốc Bất Đài vượt sông đến giải vây cho Bạt Đô, thọc vào phía sau đội hình quân Hungary. Dàn cung thủ Hungary gây ra tổn thất ít nhiều cho quân Mông Cổ. Tốc Bất Đài khi đó không muốn đối mặt với lực lượng cung thủ Hungary thiện chiến trang bị cả dao, kiếm và đội hình tốt nên chọn cách tách lực lượng cung thủ này ra. Quân Mông Cổ khi tấn công vờ rút lui, để lộ khoảng trống đội hình. Quân Hungary hăm hở lao vào khiến cung thủ không được che chắn và mất kỉ luật vốn có. Theo đúng tính toán của Tốc Bất Đài, quân Hungary rơi vào một vùng đầm lầy ngập nước khiến ngựa không thể di chuyển. Cung thủ Mông Cổ lúc này chỉ việc bắn hạ bất kì mục tiêu nào theo sở thích[20]. Quân Mông Cổ thiệt hại nặng phải rút về doanh trại. Đến chiều, tập đoàn quân Mông Cổ đã tiến đến vây chặt doanh trại, dùng cung tên tẩm lửa và máy bắn đá phóng vào phía trong. Quân Hungary chết hàng loạt, sĩ khí xuống thấp. Rất nhiều binh lính đã rời bỏ hàng ngũ, trốn ra ngoài qua một cái lỗ bên hông doanh trại mà không hay biết đã rơi vào bẫy dựng sẵn của Tốc Bất Đài.[21] Quân Mông Cổ chờ sẵn phía ngoài, giết chết bất cứ ai họ thấy. Trận đánh lúc này trở thành một cuộc tàn sát tập thể.

Sử liệu cho thấy xác quân Hungary lấp đầy đường sau 2 ngày giao tranh. Toàn bộ 4 vạn binh sĩ, giám mục và tổng giám mục ở Sajo của quân đội Hungary đều chịu chung số phận bi thảm. Quân Mông Cổ chỉ thiệt hại chưa đầy 1.000 người.[20]