Великий князь избрал третий путь, отличный от тех, которые ему советовали: он, по словам летописца, «уехал на Волгу с племянниками своими — с Васильком, с Всеволодом и с Владимиром, и стал на реке Сити станом, ожидая к себе братьев своих Ярослава и Святослава с полками, и начал князь Юрий собирать полки против татар». Главным было собрать войско, способное нанести ответный удар завоевателям, а собрать его можно было только в безопасном, достаточно удаленном от полчищ хана Батыя, месте.
Однако город Владимир теперь мог надеяться только на собственные силы. После отъезда великого князя оборона города была возложена на его сыновей Всеволода и Мстислава; при них, как это обычно делалось на Руси, великий князь оставил старого опытного воеводу Петра Ослядаковича, который фактически и руководил обороной столицы.
Вся тяжесть борьбы против сильного и опытного в осаде городов врага легла на немногочисленные дружины сыновей великого князя и в основном на посадское население и крестьян, собиравшихся из окрестных сел и деревень под защиту крепостных стен. Все владимирцы, от мала до велика, взяли в руки оружие.
Монголо-татарское войско приблизилось к Владимиру с запада. Боя на подступах к городу не произошло: перевес вражеских сил был слишком очевиден, и осторожный воевода удержал своих удальцов за городскими стенами. Небольшой отряд монгольской конницы подскакал к Золотым воротам. Монголы кричали владимирцам, стоявшим на стенах и башнях: «Где князья рязанские, ваш град и князь ваш великий Юрий? Не рукой ли нашей взят и смерти предан?» На предложение сдаться владимирцы ответили градом стрел. Встретив отпор, полки Батыя разбили лагерь на поле перед Золотыми воротами. Осада столицы Владимирского княжества началась.
Пока главные силы хана Батыя готовились к штурму хорошо укрепленного города, подтаскивая к стенам метательные орудия и тараны, многочисленный отряд монгольской конницы двинулся по льду Клязьмы и Нерли к древнему Суздалю.
Здесь завоеватели не встретили сильного сопротивления. Войска в городе было немного, а морозы сделали бесполезными ограждавшие суздальскую крепость водные преграды — реку Каменку и глубокий ров, заполняемый летом водой. Завоеватели беспрепятственно подошли к стенам. Суздаль был взят с ходу и сожжен. Уже через день отряд завоевателей вернулся к Владимиру.
6 февраля монголо-татарское войско стало готовиться к штурму. «В субботу мясопустную, — сообщал летописец, — начали татары пороки ставить от утра до вечера, а на ночь огородили тыном около всего города Владимира». Выйти из города уже никто не мог. В тот же день начался обстрел из тяжелых метательных машин. Многопудовые камни разрушали стены и башни Владимира. Через городские стены полетели горшки с горючими веществами, вызывая многочисленные пожары. Особенно пострадал Новый город, примыкавший к западной стене, — на него обрушился главный удар врага. Для устрашения защитников монголо-татары проводили под стенами тысячи пленных, нещадно избивая их плетьми. Но владимирцы держались, отбивая приступы врага.
Рано утром 7 февраля начался общий штурм Владимира. Враги подступили к городу со всех сторон, одновременно штурмовали и стены посада, и детинец над Клязьмой, и валы Среднего города, но главный удар они по-прежнему наносили с запада, со стороны Нового города, где стены не были прикрыты естественными рубежами. Именно с этой стороны было легко подвезти к городу многочисленные тараны и камнеметные орудия — пороки.
Каменная твердыня Золотых ворот оставалась неприступной, но деревянные стены долго не выдержали. Рухнула стена южнее Золотых ворот, против церкви Спаса. Почти одновременно были пробиты стены еще в нескольких местах: у Ирининых ворот, у Медяных ворот, у Волжских ворот. Крепостные рвы монголо-татары еще раньше заполнили до краев вязанками хвороста, сырыми бревнами, глыбами земли. Как по ровному месту побежали толпы врагов по этим завалам — примётам — к городским стенам, остервенело полезли в проломы. Владимирцы изнемогали в неравной борьбе.
Монголо-татары штурмовали проломы в конном строю. Монгольские кони скользили на окровавленных скатах вала, проваливались копытами в щели между бревнами, падали, подминая под себя всадников. А по их головам и спинам, по расщепленным бревнам, по расколотым щитам и опрокинутым котлам со смолой, спотыкаясь о трупы, скользя в лужах стынущей крови, сталкиваясь в давке наконечниками копий, визжа и воя, карабкались в проломы новые монгольские тысячи.