Утомительное преследование легкоконных татарских отрядов продолжалось 7 дней. На восьмой день русско-половецкая армия достигла берегов степной речки Калки, где уже ожидали ее тумены Субудея и Джебе. Войско галицкого князя и половецкие отряды, переправившись через Калку, стали готовиться к нападению на татар, черниговские полки, помешкав, также стали переправляться к месту боя, но войска Мстислава Романовича Киевского, оставшись на западном берегу реки, стали готовиться к обороне, устроив укрепленный лагерь. В произошедшем 31 мая 1223 года сражении на реке Калке монголы разгромили галицко-половецкие, а затем и черниговские войска, обратили их в бегство и преследовали: галичан до самого Днепра, а черниговцев, пробивавшихся на север, до Новгорода Северского. На этом пути полегли тысячи русских витязей. Погибли и Мстислав Черниговский, и его сын Василько. С тысячей воинов смог пробиться к Чернигову лишь смоленский князь Владимир Рюрикович, за Днепр ушли от монгольского преследования галицкий князь Мстислав Удатной и еще очень молодой волынский князь Даниил, раненный в сражении ударом монгольского копья в грудь.
Разгромив и рассеяв галицкие и черниговские рати, Субудей-багатур и Джебе-нойон вернулись к окруженному лагерю князя Мстислава Романовича Киевского, который стерегли отряды татарских «воевод» Цыгыр-хана (Черкана) и Тешу-хана (Тешкана). К окруженному русскому войску был послан парламентер – воевода бродников Плоскиня. Тот, на кресте поклявшись, что татары опустят всех сдавшихся обратно на Русь, уговорил князей сложить оружие, словом Субудея обещав им, что не прольется ни капли княжеской крови. Вопреки ранее данным клятвам и обещаниям всем пленным была уготована страшная участь – простых воинов перебили, а князья, которым сам Субудей обещал, что кровь их не будет пролита, были брошены под дощатый настил – на нем, отмечая победу, пировали монгольские командиры. Под тяжестью пирующих все пленные князья были задавлены.
Одержав победу, Джебэ и Субудэй отправились обратно через Волжскую Булгарию. Там их войско попало в засаду, понеся большие потери, в том числе утратило всю добычу. По сообщению Ибн аль-Асира, после битвы с булгарами в монгольском войске уцелело 4 тыс. человек. Остатки рати Субудэя и Джебэ через Саксин, располагавшийся предположительно на Нижней Волге, проследовали в Дешт-и Кыпчак, где соединились с действовавшей там армией Джучи, предоставив командованию точную информацию о ситуации в Восточной Европе.
