Понеся поражения во всех столкновениях с монголами, половцы обратились за помощью к русским князьям. Восьмидесятитысячная русско-половецкая армия во главе с князем Мстиславом Удалым (?– 1228 гг.; княжил в Триполье, Торческе, Новгороде, Галиче) встретила монголов на Калке. Джебе и Субэдэй хотели кончить дело миром, но, когда монгольских послов жестоко убили, они атаковали и наголову разгромили русско-половецкое войско.

Пройдя еще несколько сот километров на север, они получили с гонцом послание от Чингисхана и отвернули на восток, по пути совершив не увенчавшееся успехом нападение на волжских булгар. Когда они проходили севернее Каспийского моря, Джебе заболел и умер. На исходе марша длиной 6500 км Субэдэй встретил главные монгольские силы, возвращавшиеся после окончательной победы над Хорезмом ( 1224 г.).

В российских источниках факт убийства монгольских послов отсутствует, а о битве на Калке рассказывается, что после первых ударов татаро-монголов половцы бежали к Днепру и просили русских пропустить их через реку. Половецкий хан Костяк бросился в Галич к князю Мстиславу и просил спасти его и половцев от страшного врага. Получив сведения о движении монголов, князь Мстислав Галицкий собрал в Киеве совет русских князей, на котором было решено двинуться навстречу монголам-завоевателям. Не ожидая сбора всех сил, русские дружины выступили в поход и на 17-й день сосредоточились на правом берегу Нижнего Днепра, близ Олешья. Здесь к русскому войску присоединились половцы.

Русская рать состояла из дружин князей. Решения принимались на совете князей. Каждый из князей старался действовать по-своему; главными соперниками были Мстислав Киевский и Мстислав Галицкий.

Когда союзники находились на правом берегу Днепра у устья реки Хортица, на противоположном берегу появились передовые разведывательные отряды монголов. Князь Даниил Волынский с галичанами переплыл Днепр и атаковал монголов. Оказав незначительное сопротивление, монголы обратились в бегство. Мстислав Галицкий с тысячью всадников организовал преследование и окончательно разбил передовой отряд противника.

Первый успех воодушевил русских князей, и союзники двинулись на восток, в половецкие степи. Через девять дней они были на реке Калке.

При обсуждении на совете князей способа действий выявились противоположные точки зрения. Мстислав Киевский придерживался выжидательно-оборонительного способа действий и возражал против перехода через Калку. Он расположился на правом берегу реки на каменистой высоте и приступил к ее укреплению. Мстислав Галицкий с прочими князьями и половцами 31 мая 1224 года переправились через реку Калку, где и расположили свои главные силы. В сторону монголов был выслан довольно слабый отряд: дружины Даниила Волынского и Яруна Половецкого.

Высланный отряд встретил крупные силы монголов, которые окружили русских и половцев. Начался упорный бой. Русские сражались храбро, но половцы не выдержали монгольских атак и побежали, распространяя панику в стане главных сил. Своим бегством половцы смяли дружину Мстислава и дезорганизовали дружины других русских князей. На плечах половцев монголы ворвались в расположение главных сил русских. Начался неравный бой. Численное превосходство монголов и неорганизованное сопротивление русских определили поражение дружин Мстислава Галицкого и других русских князей.

Монголы в течение трех дней вели непрерывные атаки на дружину Мстислава Киевского. Когда все атаки были отбиты, монголы прибегли к хитрости. Они пообещали беспрепятственно пропустить русские войска к Киеву. Мстислав поверил, но как только русские вышли из укреплений, монголы напали на них и всех уничтожили.

Отсутствие единства действий как результат феодальной раздробленности Киевской Руси, недооценка сил противника и ненадежность войска половцев — таковы, по мнению Е.А. Разина и ряда других российских историков, главные причины поражения. Одних только воинов Мстислава Киевского погибло около 10 тысяч человек. В российской историографии утверждается, что монголо-татарское войско, также понесшее большие потери, вынуждено было на время отложить дальнейший поход в пределы Руси.