Монгольские военачальники применили при осаде Рязани тактику, не раз испытанную при взятии китайских и среднеазиатских городов: они штурмовали город беспрерывно, днем и ночью, чтобы измотать осажденных перед решительным приступом. Пять дней рязанцы отражали натиск врага, неся тяжелые потери. «Батыево войско сменялось, а горожане бились непрерывно, — писал современник монгольского нашествия. — И многих горожан побили, а иных ранили, а иные от великих трудов изнемогли…»
На шестой день осады начался решительный приступ. Батый двинул на город все свои силы. Монгольские воины бросились к стенам с горящими факелами, с топорами, с множеством длинных штурмовых лестниц. Уцелевшие защитники Рязани отчаянно отбивались, но натиска сдержать не смогли. 21 декабря монголо-татарские всадники ворвались в город, окутанный дымом пожаров, поскакали по улицам, убивая всех без разбора: мужчин, женщин, стариков, детей. В жестокой битве на улицах города погиб и князь Юрий Рязанский.
Автор «Повести о разорении Рязани Батыем» нарисовал страшную картину расправы завоевателей с рязанцами: монгольские воины «пришли в церковь соборную и великую княгиню Аграпену, мать великого князя, с снохами и с прочими княгинями мечами иссекли, и епископа и священников предали огню, в святой церкви сожгли, а иные многие пали от оружия. А в городе многих людей, и женщин, и детей, мечами иссекли. И иных в реке потопили, и весь город сожгли, и все богатство рязанское взяли. И не осталось в городе ни одного живого: все равно умерли и единую чашу смертную испили. Не было тут ни стонущего, ни плачущего — ни отцу и матери о детях, ни брату о брате, ни ближнему о родственниках, но все вместе мертвые лежали». На месте богатого и многолюдного города остались обгорелые развалины, похоронившие под собой множество погибших рязанцев.
Археологические раскопки на городище Старой Рязани полностью подтвердили сообщения письменных источников об ужасной участи Рязани. Раскопки показали картину страшного разорения города. Почти всю территорию рязанского городища покрывал слой пепла. В восточной части города археологи обнаружили кладбище жертв монголо-татарского погрома. Многие погребения носили следы насильственной смерти: черепа пробиты стрелами, на костях видны следы ударов саблями, в позвоночнике одного из скелетов застряла ромбовидная татарская стрела. В различных местах города археологами найдены клады, спрятанные жителями перед лицом грозящей опасности.
Десять дней простояли завоеватели на разоренной Рязанской земле, грабили окрестные села, делили добычу. 1 января 1238 г. они двинулись по льду Оки на север, к Коломне, оставив позади себя «только дым и пепел». Казалось, что на месте Рязанского княжества не осталось ничего живого. Но это было не так. С тыла на завоевателей неожиданно напало свежее русское войско. Это пришел на помощь землякам богатырь Евпатий Коловрат, находившийся во время осады Рязани в Чернигове. Вот что рассказывает о подвиге Евпатия и его удальцов «Повесть о разорении Рязани Батыем».
«В то же самое время некто из вельмож русских, именем Евпатий Коловрат, был в Чернигове с князем Ингорем Ингоревичем и услышал приход на русскую землю зловерного царя Батыя, пошел из Чернигова с малой дружиной, и гнал быстро, и приехал в землю Рязанскую, и увидел ее опустевшей, города разорены, церкви и дома сожжены, а люди побиты, а иные сожжены, а иные в воде потоплены. Евпатий же, видя это, распалился сердцем: был он очень храбр. И собрал немного воинов, всего 1700 человек, которые уцелели вне города. И погнался за безбожным царем Батыем, чтобы отомстить за кровь христианскую. И догнали его в земле суздальской, и внезапно напали на станы на Батыевы. И начали сечь без милости, и смешались полки татарские. Татары же стали как пьяные или безумные. Воины Евпатия били их так нещадно, что и мечи их притупились, и взяв татарские мечи, секли их, татарские полки проезжая. Татары же думали, что мертвые восстали, и сам Батый боялся. И едва поймали от полка Евпатия пять человек воинов, изнемогших от великих ран. И привели их к Батыю. Он же спросил их: „Какой вы веры и какой земли, что мне зло творите?“ Они ответили: „Веры христианской, а воины мы великого князя Юрия Ингоревича Рязанского, а полка Евпатия Коловрата. Посланы мы тебя, царя сильного, почтить и честно проводить!“ Царь же удивился ответу их и мудрости. И послал на Евпатия шурина своего Хозтоврула, и с ним многие полки татарские. Хозтоврул похвалился царю Батыю Евпатия Коловрата руками живого взять и к нему привести. И сошлись полки. Евпатий наехал на Хозтоврула-богатыря и рассек его мечом надвое до седла; и начал сечь силу татарскую, и многих богатырей и татар побил, одних надвое рассекая, а иных до седла. И известили Батыя. Он же, слышав сие, горевал о шурине своем и повелел навести на Евпатия множество пороков, и начали бить пороки по нему, и едва сумели убить так крепкорукого и дерзкого сердцем и львояростного Евпатия. И принесли его мертвого к царю Батыю. Батый же, увидев его, удивился с князьями своими храбрости его и мужеству. И повелел тело его отдать оставшейся дружине его, которая в том бою была пленена. И повелел их отпустить…» А князья татарские сказали Батыю: «Мы со многими царями во многих землях, на многих бранях бывали, а таких удальцов и резвецов не видали, и отцы наши не рассказывали нам. Сии люди крылаты и не имеют смерти, так крепко и мужественно бьются, один с тысячей, а два с тьмой. Ни один из них не может уйти живым с поля боя». А сам Батый говорил: «О, Евпатий Коловрат! Многих сильных богатырей моей орды побил ты, и многие полки пали. Если бы у меня такой служил — держал бы я его против сердца своего!»