Các động thái ban đầu

Có tranh chấp về số binh sĩ hiện diện trong trận chiến. Một yếu tố quan trọng tại đây là thực tế không có nguồn sơ cấp đưa ra số binh sĩ hiện diện tại trận chiến. Sử gia Leo de Hartog cho rằng quy mô của quân Rus là 30.000, trong khi Richard Gabriel và Hector Hugh Munro thì cho là 80.000.[20] de Hartog cũng ước tính quy mô của quân Mông Cổ là 20.000, trong khi Gabriel ước tính là khoảng 23.000.[21] Tuy nhiên, sử gia John Fennell thì nghi ngờ về các số liệu này, nói rằng số lượng trong các nguồn Nga bị công thức hóa hoặc cường điệu và các biên niên sự mâu thuẫn với nhau.[22]

Quân Mông Cổ phát hiện được động thái của quân Rus, quân Mông Cổ đóng tại bờ đông của sông Dnieper để chờ quân tiếp viện của Truật Xích, người con trai cả này của Thành Cát Tư hãn đang tiến hành chiến dịch quanh biển Aral. Tuy nhiên, Truật Xích bị ốm, đồng nghĩa là không có quân tiếp viện đến.[19]

Trong khi đó, Quân Rus nỗ lực để bẫy quân Mông Cổ. Các thân vương của Galich và Volhynia chuyển quân về phía nam xuôi theo sông, trong khi các thân vương của Kiev và Chernigov tiến về phía bắc ngược theo sông, quân Kursk tiến từ phía đối diện. Đồng thời, người Cuman nỗ lực tấn công hậu phương của quân Mông Cổ.[19] Khi Triết Biệt nhận thức được điều này, ông phái 10 sứ giả đến chỗ Thân vương Kiev. Các sứ giả nói rằng người Mông Cổ không có thù hận với Rus và chỉ tấn công người Cuman; họ nói thêm rằng quân Mông Cổ đã hành quân về phía đông, xa khỏi các thành phố của Rus. Mstislav của Kiev hành quyết các sứ giả, và người Mông Cổ phản ứng bằng cách phái một nhóm các sứ giả khác đến tuyên chiến.[23]

Khi Triết biệt và Tốc Bất Đài hay tin về các động thái của Rus, họ bắt đầu di chuyển về phía đông, xa khỏi Rus, cũng là hướng duy nhất mà họ có thể đi. Tuy nhiên, họ để lại một đạo quân hậu vệ gồm 1.000 binh sĩ dưới quyền Hamabek để báo cáo về các động thái của Rus. Ngay sau đó Mstislav Mstislavich tiến đến sông đối diện với đạo quân hậu vệ, và tình thế trở nên rõ ràng rằng không thân vương nào được phong làm tổng tư lệnh. Do đó, tất cả các thân vương đều có thể hành động theo ý muốn. Cuối cùng, Mstislav Mstislavich vượt sông trong mưa tên. Tuy nhiên, khi quân Rus đổ bộ, số lượng của họ quá đông, và người Mông Cổ bị giết hết.[23]

Rus tấn công

Sau khi kéo giãn quân Rus trong chín ngày giả bộ triệt thoái, quân Mông Cổ quay sang đối diện với lực lượng truy kích tại dọc sông Kalka (vị trí sông hiện không rõ, song được cho là sông Kalchik chảy vào biển Azov.[24]

Các nguồn sơ cấp của Nga chỉ ghi rất tổng quát về bản thân trận chiến và sự truy kích của các thân vương qua thảo nguyên. Các biên niên sử có ghi tên các thân vương tham chiến và thiệt mạng, song không ghi thêm về quy mô quân đội hay thương vong. Về bản thân trận chiến, các biên niên sử ghi rằng Polovtsy (người Cuman) tan vỡ và chạy khi chưa giao chiến và rằng việc họ rút chạy xuyên qua các đội ngũ quân Nga khiến đám đông rối loạn và kết quả là bị quân Mông Cổ tàn sát.[25]

Rus chiến bại

Quân đội của Volhynia và Kursk tạo khoảng cách trong hàng ngũ của họ, do đó các binh sĩ Cuman chạy trốn có thể triệt thoái. Tuy nhiên, trọng kị binh Mông Cổ đột kích thông qua lỗ hổng mới tạo thành. Quân Chernigov không nhận thức được rằng trận chiến đã bắt đầu, họ đang tiến quân thì đụng phải người Cuman đang triệt thoái. Kị binh Mông Cổ nhân cơ hội rối loạn trong đội ngũ Chernigov và tấn công, khiến đội ngũ sụp đổ, Thân vương Mstislav của Chernigov tử chiến.[26]

Đồng thời, các cánh quân Mông Cổ vây chặt quân Rus đã tan vỡ, cắt đường triệt thoái. Quân Rus bị bao vây, chịu tấn công bằng các loạt đá, thỉnh thoảng kém với kị binh đột kích. Khi quân Mông Cổ đang tiến hành tiêu diệt ở phía ngoài, một số đạo quân dưới sự lãnh đạo của Mstislav Mstislavich cắt được vòng vây của quân Mông Cổ và chạy thoát.[27]

Mstislav của Kiev đến và trông thấy tàn quân Rus chạy trốn. Với đạo quân 10.000 binh sĩ của mình, ông triệt thoái đến trại có dựng rào, trên một đồi ven Dnieper. Quân Mông Cổ đang truy kích đuổi kịp quân của Mstislav của Kiev và bắt đầu vây trại.[19] Mstislav của Kiev cùng quân đội giữ trại trong ba ngày, song ông quyết định đầu hàng trước một trong các đồng minh của Triết biệt tên là Ploskanea [28] với điều kiện là ông và quân đội có thể nguyên vẹn mà trở về Kiev. Khi đã kiểm soát được trại, quân Mông Cổ tàn sát quân Kiev và cầm tù Mstislav của Kiev và một số quý tộc khác.[29]