Восени 1237 р. війська Батия почали завоювання Північно-Східної Русі. Вони вдерлися у Рязанське князівство. Великий князь рязанський Юрій Ігорович просив допомоги у Юрія Всеволодовича у Володимирі та Михайла Всеволодовича чернігівського. Представники різних, «протилежних» династій повелися однаково — залишили цей заклик без відповіді. По одному були захоплені всі міста по р. Оці, шість днів трималася Рязань. 21 грудня 1237 р. місто було взяте й зруйноване, воїни та мешканці знищені. Після розгрому Рязань на старому місці вже не змогла відродитись.
Батий пішов далі вздовж Оки до Коломни, біля якої зосередились рязанські дружини Романа Ігоровича, володимирські полки на чолі із сином великого князя Всеволодом, полки з інших князівств та міст. Під Коломною відбулася одна з найкровопролитніших битв, загинув князь Роман Ігорович, а з монгольського боку хан Кулькан (єдиний з роду Чингісхана, який загинув під час Батиєвої навали).
На захоплених землях продовжувалася партизанська боротьба. Відоме сказання про Євпатія Коловрата, який зібрав вцілілих рязанських воїнів й активно діяв у тилах загарбників, наводячи на них жах.
Після Коломни Батий захопив та зруйнував Москву і 3 лютого 1238 р. підійшов до Володимира-на-Клязьмі — стольного міста всіх земель Північно-Східної Русі. У місті лишалися сини великого князя Всеволод та Мстислав. Сам великий князь Юрій із своєю дружиною збирав війська біля Ярославля.
Батий стягнув під Володимир головні свої сили. Всеволод загинув під стінами міста під час вилазки. Пороками (стінобитними машинами) були пробиті міські стіни, й 7 лютого монголи увірвались до міста. Населення було знищено або взято у полон.
Останні захисники із княгинею та дітьми зачинилися в Успенському соборі, де загинули після того, як його було підпалено монголами.
Одночасно інші загони монголів захоплювали та руйнували всі більш-менш помітні центри краю, монастирі та села округи, серед них Ростов, Ярославль, Переяславль, Галич, Твер, Кострому, Вот. логду тощо.
Після розгрому Володимира монголи на чолі з полководцем Бурундаєм виступили проти війська Юрія Всеволодовича, до якого приєднався його брат Святослав. Битва відбулася 4 березня на р. Сіті. Руське військо було розбите, обидва князі загинули.
Одночасно інший загін загарбників після двотижневої облоги захопив (5 березня) Торжок, всі мешканці якого були вирізані. Новгород нічим не допоміг захисникам міста. Загін монгольської кінноти виступив у напрямку Новгорода, але від Ігнач-хреста (за 100 верст від Новгорода) повернув назад. Імовірно, вперті бої та великі втрати не дозволили монголам розгорнути наступ на великий та могутній центр. Крім того, починалося весняне бездоріжжя, яке заважало перегрупуванню військ, підтягуванню резервів та й самому наступу на шляху, де була величезна кількість водних перепон.
Батий повернув на південь і пройшов по східних кордонах Смоленської та Чернігівської земель. Від Смоленська його загін було відбито, міста Подесення були розорені. Прославилося своєю семитижневою обороною чернігівське місто Козельськ у верхів’ях Оки. Батий змушений був підтягнути сюди свої резерви із стінобитними спорудами. Під час однієї з вилазок частина цих машин була знищена. Монголи несли великі людські втрати («убиша 4 тысящи»), загинули три сини темників, тіла яких після битви не змогли знайти. Цікаво., що оборону організували самі мешканці міста, бо князь їхній Василь був «млад». Взявши штурмом «градъ злый», Батий «изби вси, и не пощадѣ отъ отрочатъ до сосущихъ млеко». Після великих втрат під Козельськом монголи відійшли у половецькі степи, на своєму шляху зруйнувавши Курськ. Хан Батий накопичував сили для подальшого наступу, придушував повстання половців, аланів, черкес та інших народів.
Звідти Батий посилав війська на князівства Лівобережної України. З березня 1239 р. штурмом було взято Переяславль («взятъ градъ Переяславль копьем»), місто було спалено, захисників «изби все», «церковь архангела Михаила скруши». Був навіть вбитий епископ Сімеон, який, імовірно, очолював оборону міста, бо про князя літопис нічого не згадує — можливо, він втік перед облогою.
Восени того ж року монголи спрямували свій удар проти Чернігівського князівства. Вони «объступиша градъ в силѣ тяжцѣ». Князь Мстислав Глібович намагався зняти облогу Чернігова, але невдало: «побѣженъ бысть Мьстиславъ и множество отъ вой его избіено бысть». Монголи увірвалися на стіни й «град пожегше и люди избиша, и монастыре пограбиша». Археологічні дослідження дають численні сліди сильної пожежі середини XIII ст., які пов’язуються з цими боями. Колись квітуче місто надовго припинило свій поступальний розвиток.