Сюда же пришли уцелевшие рязанские дружины во главе с князем Романом. Летописи утверждают, что пришли даже новгородцы. Опытный воевода владимирский Еремей Глебович тоже был под Коломной. Сам город достаточно укрепили на случай, если войска потерпят неудачу в поле. По количеству войск и упорству сражения бой под Коломной можно считать одним из самых значительных событий нашествия.

Историк Соловьев пишет: «Была сеча великая; убили князя Романа и воеводу Еремея, а Всеволод с мелкою дружиною прибежал во Владимир».

Монголы, овладевшие в совершенстве искусством осады городов еще за время войн в Китае и Хорезме, 2 февраля осадили Владимир. Великого князя владимирского Юрия Всеволодовича не было в городе, он собирал дружины на севере своих владений. Встретив решительное сопротивление владимирцев и не надеясь на скорый победный штурм, Батый с частью своего войска двинулся к Суздалю, одному из самых больших городов на Руси, взял его и сжёг, истребив всех жителей.

После этого хан Батый возвратился к осаждённому Владимиру и начал устанавливать вокруг него стенобитные машины. Чтобы не дать защитникам Владимира вырваться из него, город за одну ночь обнесли крепким тыном. 7 февраля столица Владимиро-Суздальского княжества была взята штурмом с трех сторон (от Золотых ворот, с севера и со стороны реки Клязьмы) и сожжена. Такая же участь постигла все другие города на земле Владимировщины, взятые с боя завоевателями. На месте цветущих городских поселений оставались только пепелища и развалины.

Тем временем великий князь владимирский Юрий Всеволодович успел собрать небольшое войско на берегах реки Сити, куда сходились дороги из Новгорода и с Русского Севера, из Белоозера. Точных сведений о противнике князь не имел. Он ожидал подхода новых отрядов, но монголо-татары нанесли упреждающий удар. Монгольское войско к месту сражения двигалось с разных сторон – от сожжённого Владимира, Твери и Ярославля.

4 марта 1238 года на реке Сити рать Великого князя владимирского сошлась с полчищами Батыя. Появление вражеской конницы оказалось неожиданным для владимирцев, и они не успели построиться в боевой порядок. Битва закончилась полной победой монголо-татар – слишком неравными оказались силы сторон, хотя русские ратники бились с великим мужеством и стойкостью. Это были последние защитники Владимиро-Суздальской Руси, погибшие вместе с великим князем Юрием Всеволодовичем.

Затем ханские войска двинулись на владения Вольного Новгорода, но до него не дошли.

Степные кони за утомительный зимний поход растеряли свою прежнюю силу. К тому же богатый торговый город располагал немалыми военными силами, и на лёгкую победу над новгородцами рассчитывать не приходилось.

Батыево войско, не дойдя до Новгорода 200 километров, около урочища Игнач Крест, повернуло назад, в южные степи.

Монголо-татары сжигали и грабили все на своём обратном пути в Дикое поле. Ханские тумены шли на юг загоном, как на охотничьей облаве, чтобы никакая добыча не могла выскользнуть из их рук, стремясь захватить как можно больше пленников. Рабы в Монгольской державе обеспечивали её материальное благополучие.

На обратном пути хан Батый совершенно неожиданно задержался на 7 недель под стенами небольшого русского городка Козельска. Только с помощью стенобитных машин, которыми управляли пленные китайские инженеры, ханскому войску удалось ворваться в этот город, проломив сперва деревянные крепостные стены, а потом взяв штурмом ещё и внутренний крепостной вал. Во время штурма хан потерял 4 тысячи своих воинов. Батый назвал Козельск «злым городом» и приказал перебить в нём всех жителей, не пощадив и младенцев. Разрушив город до основания, завоеватели ушли в волжские степи.