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.
Батый не дошел ни до Вологды, ни до Белоозера, ни до Великого Устюга, а за ним оставалась нетронутой вся Чудь Заволоцкая, новгородские владения.