Ko je osvojil celoten Bližnji vzhod in Kitajsko, je Džingis-kan poslal tri svoje tumene pod poveljstvom Subedeja in Jochi Khana, da izvidijo regije onkraj Kavkaza. Tatarsko-mongolski odred je tam naletel na polovške čete, ki so jih premagale. Ostanki Polovcev so se umaknili čez Dneper, kjer so se za pomoč obrnili na ruske kneze.
Spomladi 1223 je bil zbran velik svet knezov, na katerem je bila sprejeta odločitev o zagotavljanju vojaške pomoči polovškemu kanu Kotjanu. Knezi oddaljenih, severnih regij Rusije niso hoteli podpreti Polovcev. Odločeno je bilo, da se bo boril na polovških tleh. Rezultat te odločitve je bila bitka na Kalki. Združene ruske polke so vodili Mstislav Kijev, Mstislav Udaloj in Mstislav Černigovski. Z naprednimi mongolskimi odredi so se prve bitke začele takoj po prečkanju Dnepra. Mongoli niso sodelovali v bitki in so se osem dni umaknili. Ko je pot ruski vojski blokirala reka Kalka, je potekal vojaški svet, na katerem so se mnenja voditeljev razhajala. Mstislav iz Kijeva je trdil, da je potrebna obramba, Mstislav Udaloy pa je poskušalboj.
Bitka na Kalki se je začela 31. maja 1223. Princ Mstislav Udaloy se je po pregledu mongolskega tabora odločil, da se bo sam spopadel s sovražnikom. Sprva se je potek bitke obrnil proti Rusom, vendar so Mongoli glavnega udarca zadali ne v središče, kjer je stal galicijski princ s svojo četo, temveč v levo polovško krilo. Nomadi, ki niso mogli vzdržati močnega napada, so se začeli naključno umikati. Bežeča polovška konjenica je zmedla vrste ruskih bojevnikov, pripravljenih na pohod, ki so jih takoj pritisnili Mongoli. Situacijo je še lahko rešil kijevski knez, vendar zaradi zamere proti galicijskemu knezu ni udaril na bok Tatarov. Ruske čete so bile številčno večje od mongolskih, toda razdrobljenost odredov in sramoten beg Polovcev sta privedla do hudega poraza za Rusijo.
Mstislav iz Kijeva se je utrdil na hribu, kjer je tri dni uspešno odbijal vse napade tatarskih čet. Potem so šli Mongoli na trik, vodja popotnikov Ploskinja je pred kijevskim knezom poljubil križ in mu zagotovil, da bodo Tatari vse spustili domov, če bodo odložili orožje. Mstislav se je vdal prepričevanju, a Mongoli niso držali besede. Vse navadne vojake so odpeljali v suženjstvo, kneze in vojskovodje pa so postavili pod tla, na katerih so sedli na pogostitev in proslavljali zmago. Bitka pri Kalki se je končala v treh dneh.
Mongolske čete so poskušale nadaljevati ofenzivo na deželah Černigovske kneževine, vendar so se soočile s prvim utrjenim mestom - Novgorod Seversky,umaknili nazaj v stepe. Tako je bitka na Kalki Mongolom omogočila, da so opravili temeljito izvidništvo. Cenili so rusko vojsko, toda v njihovem poročilu Džingis-kanu je bilo še posebej poudarjeno pomanjkanje enotnosti pri ruskih knezih. Med invazijo Batu-kana v Rusijo leta 1239 so Mongoli široko uporabljali razdrobljenost Rusije na kneževine.
Bitka na reki Kalki je pokazala, do česa lahko vodi nedoslednost v dejanjih. Ruske čete so utrpele velike izgube, domov se ni vrnila več kot desetina vojakov. Poginilo je veliko plemenitih bojevnikov in knezov. Bitka na Kalki je ruskim knezom pokazala moč novega sovražnika, vendar se lekcije niso naučili in invazija mongolsko-tatarskih hord na ruska tla, ki je sledila 16 let pozneje, je za skoraj dve leti upočasnila razvoj Rusije in pol stoletja.
