Valloitettuaan koko Lähi-idän ja Kiinan Tšingis-kaani lähetti kolme tumeniaan Subedei- ja Jochi-khanin johdolla tiedustelemaan Kaukasuksen ulkopuolella olevia alueita. Tatari-Mongolian joukko kohtasi siellä Polovtsi-joukot, jotka he voittivat. Polovtsyn jäännökset vetäytyivät Dneprin yli, missä he kääntyivät venäläisten ruhtinaiden puoleen saadakseen apua.
Keväällä 1223 kokoontui suuri ruhtinaiden neuvosto, jossa päätettiin antaa sotilaallista apua Polovtsian Khan Kotyanille. Venäjän syrjäisten, pohjoisten alueiden ruhtinaat kieltäytyivät tukemasta polovtseja. Päätettiin taistella Polovtsin maaperällä. Tämän päätöksen seurauksena oli taistelu Kalkalla. Yhdistettyjä venäläisrykmenttejä johtivat Mstislav Kyiv, Mstislav Udaloy ja Mstislav Chernigovskiy. Edistyneiden mongolilaisten joukkojen kanssa ensimmäiset taistelut alkoivat heti Dneprin ylityksen jälkeen. Mongolit eivät osallistuneet taisteluun ja vetäytyivät kahdeksan päivää. Kun pieni Kalkajoki esti Venäjän armeijan tien, pidettiin sotilasneuvosto, jonka aikana johtajien mielipiteet erosivat. Kiovan Mstislav väitteli puolustuksen tarpeesta ja Mstislav Udaloy pyrkitaistella.
Kalkan taistelu alkoi 31. toukokuuta 1223. Prinssi Mstislav Udaloy, tutkittuaan mongolien leirin, päätti, että hän yksin selviytyisi vihollisen kanssa. Aluksi taistelun kulku kääntyi venäläisiä kohti, mutta mongolit eivät antaneet pääiskua keskustaan, jossa Galician prinssi seisoi ryhmällään, vaan vasempaan Polovtsian siipeen. Paimentolaiset, jotka eivät kyenneet kestämään voimakasta hyökkäystä, alkoivat satunnaisesti vetäytyä. Pakenevat Polovtsian ratsuväki hämmentyi venäläisten, marssivalmiiden soturien joukkoja, joita mongolit painostivat välittömästi. Kiovan prinssi saattoi vielä pelastaa tilanteen, mutta Galician prinssiä kohtaan tunteman kaunan johdosta hän ei iskenyt tataarien kylkeen. Venäläiset joukot ylittivät mongolien joukot, mutta joukkojen pirstoutuminen ja Polovtsyn häpeällinen pako johtivat Venäjän murskaavaan tappioon.
Mstislav Kiovan linnoitti itsensä kukkulalle, jossa hän torjui kolmen päivän ajan onnistuneesti kaikki tatarijoukkojen hyökkäykset. Sitten mongolit menivät temppuun, vaeltajien johtaja Ploskinya suuteli ristiä Kiovan prinssin edessä ja vakuutti hänelle, että tataarit päästävät kaikki kotiin, jos he laskevat aseensa. Mstislav antautui suostuttelulle, mutta mongolit eivät pitäneet sanaansa. Kaikki tavalliset sotilaat vietiin orjuuteen, ja ruhtinaat ja sotilasjohtajat pantiin lattian alle, jolle he istuivat juhlimaan voittoa. Kalkan taistelu oli ohi kolmessa päivässä.
Mongolialaiset joukot yrittivät jatkaa hyökkäystä Tšernigovin ruhtinaskunnan maihin, mutta kohtasivat ensimmäisen linnoituksen kaupungin - Novgorod Severskyn,vetäytyi takaisin aroille. Siten taistelu Kalkalla antoi mongolien suorittaa perusteellisen tiedusteluvoiman. He arvostivat Venäjän armeijaa, mutta raportissaan Tšingis-kaanille korostettiin erityisesti Venäjän ruhtinaiden yhtenäisyyden puutetta. Batu-khanin hyökkäyksen aikana Venäjälle vuonna 1239 mongolit käyttivät laajasti Venäjän pirstoutumista ruhtinaskuntiin.
Kalka-joen taistelu osoitti, mihin toimien epäjohdonmukaisuus voi johtaa. Venäjän joukot kärsivät v altavia tappioita, enintään kymmenesosa sotilaista palasi kotiin. Monet jalot soturit ja ruhtinaat menehtyivät. Taistelu Kalkalla osoitti Venäjän ruhtinaille uuden vihollisen voimaa, mutta opetusta ei opittu ja 16 vuotta myöhemmin seurannut mongoli-tatarilaumojen hyökkäys Venäjän maaperälle hidasti Venäjän kehitystä lähes kahdella ja puoli vuosisataa.
