Они ожесточённо дрались, и Менгу-Каан лично совершил богатырские подвиги, пока не разбил их». Князь Всеволод имел возможность защищаться в каменном детинце. Но он видел невозможность в одиночку противостоять монголам и, подобно другим князьям, старался возможно скорее выйти из войны. Семья Всеволода заперлась в каменном Успенском соборе, в то время как сам князь попытался войти в соглашение с татарами. По сообщению южнорусской летописи, Всеволод вышел из города с малой дружиной, неся с собой «дары многий». Дары не смягчили Менгу. Его воины ворвались в детинец и подожгли Успенский собор. Находившиеся там люди погибли в огне. Уцелевшие были ограблены и уведены в плен. Князя Всеволода доставили к Вату, который приказал «зарезать его пред собою».
Князь Юрий бежал на север, отправив гонцов за помощью. Брат Святослав и трое племянников из Ростова привели свои дружины. Лишь Ярослав не внял призыву брата.
Владимирский князь надёжно укрылся от татар, разбив лагерь в лесистой местности на реке Сить к северу от Волги. Это была довольно выгодная позиция: она позволяла контролировать узел дорог на Новгород и Белозёрск. О численности собранного им войска можно судить по тому, что сторожевой полк князя насчитывал, по некоторым сведениям, до 3000 воинов. Но боевой дух армии был подорван предыдущими поражениями и известием о падении столицы.
За 16 переходов, через Тверь и Ярославль, войско монголов вышло на реку Сить. 4 марта 1238 г. монголы по командованием нойона Бурундая обрушились на русский лагерь, где княжеские рати поспешно только лишь строились к битве. По словам южнорусского летописца, Юрий «изъехан бысть» к татарами, «не имеющу сторожей». Согласно новгородской летописи, владимирский князь успел снарядить воеводу Дорожа с сторожевым полком, но сделал это слишком поздно, когда ничего нельзя было поправить. Воевода выступил из лагеря, но тут же «прибежал» назад с вестью, что ставка окружена: «а уже, княже, обишли нас около». Владимиро-Ростовская летопись описала битву с помощью трафаретной фразы: «сступишеся обои и бысть сеча зла». Однако южнорусские и новгородские летописи подчёркивают, что Юрий не оказал татарам сопротивления: «нача князь полк ставити около себе и се внезапу татарове приспеша, князь же не успев ничтоже побеже». Монгольские источники подтверждают, что сражения на реке Сить фактически не было. «Князь той страны Георгий старший убежал и скрылся в лесу, его также взяли и убили». Новгородский летописец не решился записать слухи о смерти Юрия: «Бог же весть, како скончался; много бо глаголют о нём инии». В плен к Бурундаю попал ростовский князь Василёк. Татары стали «нудить» его «быти в их воли и воевать с ними». Василёк ответил отказом и был убит.
В течение февраля монголы разгромили 14 суздальских городов, множество слобод и погостов. Их передовые отряды заняли Тверь и вступили в пределы Новгородской земли. 20 февраля они приступили к осаде Торжка. Оборону города возглавил воевода Иванко и бояре. В течение двух недель татары пытались разрушить стены города с помощью осадных машин. Жители города отчаянно защищались, уповая на помощь Новгорода. Когда же надежда на помощь исчезла, они впали в «недоумение и страх». Город был взят. Захватив 5 марта Торжок, татары двинулись через Осташков и Старую Руссу к Новгороду, «все люди секуще аки трава». Их разъезды появились в 100 вёрстах от Новгорода. Однако возле урочища Игнач Крест монголы повернули назад.