Столкнувшись на правом берегу с главными силами монголов, половцы в панике бежали с поля боя к переправе через Калку, в результате чего: 1) был открыт правый фланг русского войска и 2) были смяты три полка Мстислава Черниговского, которые не успели изготовиться к бою с монголами. Как повествует Новгородская Первая летопись, «побегоша ничтоже половци назадъ, и потъпташа бежаще станы русскыхъ князь, не успеша бо исполчитися противу имъ, и съмятошася вся, и бысть сеця зла и люта».
Одна часть монгольской орды погнала бегущих русских и половецких ратников вплоть до берегов Днепра, а другая часть монгольской орды осадила стан великого киевского князя Мстислава Романовича, который «не движеся съ места никамо же, сталъ бо бе на горе, надъ рекою надъ Калкомь».
"Однако монголы, коварно презрев данную ими же клятву, перебили всех русских ратников, за исключением их воевод и самих князей. По уточненным данным современного историка Л.В. Войтовича, в плен было взято двенадцать русских князей, в том числе Мстислав Киевский, Мстислав Черниговский, Андрей Туровский, Изяслав Путивльский, Василий Козельский и Святослав Шумский, которых монголы «издавиша, подъкладъше подъ дъскы, а сами верху седоша обедати, и тако животъ ихъ концяша». Точные данные о потерях русского войска в самих летописных источниках полностью отсутствуют, но по информации летописной «Повести о битве на Калке», разные редакции которой сохранились в составе Лаврентьевской, Ипатьевской и Новгородской Первой летописях, в этом побоище уцелела только одна десятая часть русского войска.
После победы на Калке монголы вторглись на территорию Руси и почти дошли до Киева, но узнав о приходе в Чернигов владимирских полков во главе с Васильком Ростовским, монголы отказались от своих прежних планов похода на Киев и пошли на Волгу, где у Самарской Луки были разбиты волжскими булгарами и ушли в степь.
В 1227 г., в разгар новой войны с Китаем, почти одновременно скончались великий хан Чингисхан и его старший сын Джучи, который был убит в ходе ожесточенной борьбы за власть своими младшими братьями Чагатаем и Угедеем. После двухлетнего траура по усопшему отцу новым великим ханом был провозглашен третий сын Чингисхана Угэдэей (1229―1241). В 1235 г.