Застигнуть половцев врасплох, как рассчитывал Игорь, не удалось: неожиданно русские сторожа, которых послали ловить „языка“, донесли, что половцы вооружены и готовы к бою. Сторожа советовали либо итти быстрее, либо возвратиться, — „яко не наше есть время“, т. е. не время для похода. Но Игорь сказал: „Оже ны будеть не бившися возворотитися, то сором ны будеть пущеи смерти, но како ны бог дасть“. Согласившись на этом, русские не стали на ночлег, а ехали всю ночь. На следующий день в обеденное время русские встретили половецкие полки. Половцы отправили назад свои вежи (кочевые жилища на телегах), а сами, собравшись „от мала и до велика“, выстроились на той стороне реки Сюурлия. Войска Игоря построились в шесть полков. По обычаю того времени, Игорь Святославич сказал князьям краткое ободряющее слово: „Братья, сего мы искале, а потягнемь“. Посредине стал полк Игоря, по правую руку от него — буй-тура Всеволода, по левую — полк Игорева племянника Святослава Рыльского. Впереди стал полк сына Игоря — Владимира и полк черниговских ковуев. Отборные стрелки, выведенные из всех полков, вышли вперед. Половцы выстроили своих стрельцов. Дав залп из луков („пустивше по стреле“), половцы бежали. Бежали и те половецкие полки, которые стояли вдалеке от реки. Передовые полки черниговских ковуев и Владимира Игоревича погнались за половцами. Игорь же и Всеволод шли медленно, сохраняя боевой порядок своих полков. Половцы пробежали через свои вежи. Русские овладели их вежами и захватили полон (пленных). Часть войска гналась за половцами дальше и ночью вернулась назад с новым полоном.
Когда все собрались, Игорь стал говорить, чтобы поехать в ночь, но Святослав Рыльский сказал дядьям своим: „Далече есьм гонил по половцех, а кони мои не могут. Аже ми будеть ныне поехати, то толико ми будеть на дорозе остати“. Решили ночевать на месте.
Несочувственная Ольговичам Лаврентьевская летопись говорит, что войска Ольговичей стояли на половецких вежах три дня „веселясь“, и передает похвальбу, якобы ими произнесенную: „Братья наша ходили с Святославом великим князем, и билися с ними зря на Переяславль (т. е. невдалеке от Переяславля), а они (половцы) сами к ним пришли, а в землю их (половецкую) не смели по них ити. А мы в земле их есмы, и самех избили, а жены их полонены, и дети у нас, а ноне поидем по них за Дон и до конця избьем их. Оже ны будет ту победа, идем по них и луку моря (до Азовского лукоморья), где же не ходили ни деди наши. А возмем до конца свою славу и честь“.
Ипатьевская летопись рассказывает события, случившиеся после первой победы, иначе. На следующий же день после первой победы над половцами с рассветом неожиданно половецкие полки „ак борове“ (подобно лесу) стали наступать на русских. Небольшое русское войско увидело, что оно собрало против себя „всю половецкую землю“. Но и в этом случае отважный Игорь не поворотил полков. Его речь перед битвой напоминает речи Мономаха своею заботой о „черных людях“: „Оже побегнемь, утечемь сами, а черные люди оставим, то от бога ны будеть грех, сих выдавше. Поидемь, но или умремь, или живи будемь на единомь месте“. Чтобы пробиваться к Донцу, не опережая и не отставая друг от друга, Игорь приказал конным спешиться и драться всем вместе.
Трое суток день и ночь медленно пробивался Игорь к Донцу со своим войском. В бою Игорь был ранен в правую руку, и была большая печаль в полку его. Отрезанные от воды воины были истомлены жаждою. Первыми изнемогли от жажды кони. Много было раненых и мертвых в русских полках. Бились крепко до самого вечера, бились вторую ночь; на рассвете утром в воскресенье черниговские ковуи дрогнули. Игорь поскакал к ковуям, чтобы остановить их. Он снял шлем, чтобы быть ими узнанным, но не смог их задержать. На обратном пути, в расстоянии полета стрелы от своего полка, он был пленен половцами. Схваченный, он видел, как жестоко бьется его брат Всеволод во главе своего войска, и просил смерти у бога, чтобы не видеть его гибели. Как говорит летописец, Игорь после рассказывал, что вспомнил он тогда грехи свои перед богом: кровопролития в Русской земле, когда он взял приступом город Глебов, отцов, разлучаемых с детьми, братьев, дочерей от матерей, подруг, раненых мужчин и оскверняемых женщин. „Где ныне возлюбленный мой брат (Всеволод)? — говорил Игорь. — Где ныне брата моего сын? Где чадо рождения моего? Где бояре думающеи, где мужи храборьствующеи, где ряд полъчный? Где кони и оружья многоценьная? Не отъто всего ли того обнажихся, и связня преда мя господь в рукы безаконьным темь?“. Пленных князей разобрали по рукам половецкие ханы. За Игоря поручился сват его Кончак. Из всего русского войска спаслось только 15 человек, а ковуев и того меньше. Прочие же потонули.