Osvojivši cijeli Bliski istok i Kinu, Džingis-kan je poslao tri svoja tumena, pod komandom Subedeija i Jochi Kana, da izvide regije iza Kavkaza. Tatarsko-mongolski odred naišao je tamo na polovske trupe, koje su od njih porazile. Ostaci Polovca povukli su se preko Dnjepra, gde su se obratili ruskim knezovima za pomoć.
U proleće 1223. sastavljen je veliki savet prinčeva, na kome je doneta odluka da se pruži vojna pomoć polovčkom kanu Kotjanu. Prinčevi udaljenih, sjevernih regija Rusije odbili su podržati Polovce. Odlučeno je da se bori na tlu Polovca. Rezultat ove odluke bila je bitka na Kalki. Ujedinjene ruske pukove predvodili su Mstislav Kijev, Mstislav Udaloj i Mstislav Černigovski. Sa naprednim mongolskim odredima prve borbe počele su odmah nakon prelaska Dnjepra. Mongoli se nisu upuštali u bitku i povlačili su se osam dana. Kada je put ruskoj vojsci blokirala mala rijeka Kalka, održan je vojni savjet na kojem su se mišljenja vođa razišla. Mstislav Kijevski je raspravljao o potrebi odbrane, a Mstislav Udaloj je nastojao daborba.
Bitka na Kalki počela je 31. maja 1223. godine. Knez Mstislav Udaloy, nakon što je pregledao mongolski logor, odlučio je da će se on sam izboriti s neprijateljem. U početku se tok bitke okrenuo prema Rusima, ali Mongoli su glavni udarac zadali ne centru, gdje je stajao galicijski princ sa svojim odredom, već lijevom polovskom krilu. Nomadi, nesposobni da izdrže moćnu navalu, počeli su se nasumično povlačiti. Polovska konjica koja je bježala zbunila je redove ruskih ratnika, spremnih za marš, koje su odmah pritisnuli Mongoli. Situaciju je još mogao spasiti kijevski knez, ali vođen ogorčenjem prema galicijskom knezu, nije udario u krilo Tatara. Ruske trupe nadmašile su mongolske, ali rascjepkanost odreda i sramni bijeg Polovca doveli su do poraza Rusije.
Mstislav Kijevski se utvrdio na brdu, gdje je tri dana uspješno odbijao sve napade tatarskih trupa. Tada su Mongoli krenuli na trik, vođa lutalica Ploskinja je poljubio krst pred kijevskim knezom, uvjeravajući ga da će Tatari sve pustiti kući ako polože oružje. Prepustivši se nagovorima, Mstislav se predao, ali Mongoli nisu održali svoju riječ. Svi obični vojnici odvedeni su u ropstvo, a prinčevi i vojskovođe stavljeni su pod pod, na koji su sjeli da piruju slaveći pobjedu. Bitka na Kalki je završena za tri dana.
Mongolske trupe pokušale su da nastave ofanzivu na zemlje Černigovske kneževine, ali su se suočile sa prvim utvrđenim gradom - Novgorod Severskim,povukla nazad u stepe. Tako je bitka na Kalki omogućila Mongolima da izvrše temeljno izviđanje. Cijenili su rusku vojsku, ali u njihovom izvještaju Džingis-kanu posebno je istaknut nedostatak jedinstva kod ruskih prinčeva. Tokom invazije Batu-kana na Rusiju 1239. godine, Mongoli su naširoko koristili fragmentaciju Rusije na kneževine.
Bitka na reci Kalki pokazala je do čega može dovesti nedoslednost u akcijama. Ruske trupe pretrpjele su ogromne gubitke, a kući se nije vratilo više od desetine vojnika. Izginuli su mnogi plemeniti ratnici i prinčevi. Bitka na Kalki pokazala je ruskim kneževima moć novog neprijatelja, ali lekcija nije naučena i invazija mongolsko-tatarskih hordi na rusko tlo koja je uslijedila 16 godina kasnije usporila je razvoj Rusije za skoro dvije i pola stoljeća.
