蒙古大軍和欽察人乃至斡羅斯（羅斯，即俄羅斯，但需要指出當時現代俄羅斯民族並未形成）人本來並沒有交集，蒙古大將哲別（Jebei）和速不臺（Subutai）率領的大軍本來的目標是為了追擊花剌子模國王阿拉烏丁·摩訶末，前面談古論金曾經提到過，在這支蒙古大軍渡過阿姆河西進之後的1220年12月，走投無路的阿拉烏丁·摩訶末就病死在了裡海中的一個小島上。
既然阿拉烏丁·摩訶末已死，哲別和速不臺從成吉思汗這裡接受的軍事任務本應該就此告一段落，可是他們這支蒙古大軍卻並沒有停止進軍的步伐，而是繼續向西向西，把原本的追擊變成了一種帶有偵察意義的長途行軍。
之所以哲別和速不臺在任務告一段落之後依舊偵察前進，那是因為當初在1220年春，成吉思汗命令他們追擊阿拉烏丁·摩訶末的時候，曾經囑咐他們說：
你們可以在三年內結束戰爭，然後從欽察草原回到蒙古草原上來。
哲別和速不臺是成吉思汗的心腹愛將，自然理解成吉思汗的用意，其實就是要他們在完成對阿拉烏丁·摩訶末的追擊之後繼續實施戰略偵察，進而瞭解西亞、東歐的一些情況。
哲別和速不臺西徵示意圖
速不臺等蒙古將領
這一戰略目的固然也可以說是成吉思汗的總體戰略構想，但某種意義上又是模糊的朦朧的，所以哲別和速不臺的兵鋒有點無問東西的路子。
他們先襲掠波斯（今伊朗）各地，蒙古軍先後攻取波斯南部包括剌夷城（今伊朗首都德黑蘭南）、庫木（今伊朗庫姆）在內的眾多城市，據說，以玻璃工藝品聞名於世的刺夷城被永久性摧毀再未恢復過來；什葉派中心庫木亦被毀；贊章（今伊朗贊詹）被洗劫；哈馬丹（今伊朗哈馬丹）投降並交納贖金得以倖免；……之後哲別和速不臺便引軍北上，開始了對高加索山脈南北地區和今俄羅斯南部的進軍。
1220年冬天，哲別、速不臺率領的軍隊進逼阿哲爾拜佔（今阿塞拜疆）都城帖必力思（今阿塞拜疆首都大不里士）。阿哲爾拜佔的統治者阿答畢（原意是太傅，實際上就是國王）月即別和花剌子模國王阿拉烏丁·摩訶末一樣畏敵如虎，在蒙古軍隊還沒有到達帖必力思之前就已經遠遠遁走——這位月即別就是之前談古論金在介紹札蘭丁時候提到的後來他妻子果斷拋棄他與札蘭丁結婚的那個阿塞拜疆國王，雖然武大郎得稍微慘了點，但他懦弱無能不能保國而又居於國王之位，也多少屬於活該——群龍無首的帖必力思城中的貴族官僚獻出大量金銀財寶請和，於是蒙古軍從帖必力思城撤軍，來到裡海西岸水草豐美的木幹大平原（今阿塞拜疆東南部穆甘平原），在那裡安然度過了一個幾十年不遇的異常寒冷的嚴冬。
阿塞拜疆地圖
嚴格來說，哲別和速不臺率領的蒙古軍隊並沒有明確的作戰意圖，他們與谷兒只（格魯吉亞）人遭遇，就是為了尋找駐冬營地而發生的。結果，雙方展開了梯弗利思（今格魯吉亞首都第比利斯）之戰，蒙古軍利用當地複雜的民族和宗教矛盾招募了一支由突厥人組成的前鋒軍，通過誘敵之計，只在數小時後，數萬谷兒只軍隊被打得大敗。
格魯吉亞地圖
一年之內，蒙古軍隊掃蕩了波斯，迫降了阿哲爾拜佔，擊潰了谷兒只，有了一個相對穩固的後方，他們即翻越太和嶺（今高加索山脈），進入北高加索東部。
高加索山脈
當時，北高加索各部組成聯軍抵禦蒙古大軍，哲別和速不臺遣人帶著包括金銀財寶在內的厚禮對欽察部落首腦說：
我們和你們是同一血統的突厥-蒙古人，出自同一氏族，而阿蘭人是我們的異己。讓我們締結互不侵犯的協定吧！你們想要金子、衣服，我們給你們，你們將阿蘭人給我們留下吧。
所謂阿蘭人是黑海東北部草原一個古老的遊牧民族，其中的很多部分都在民族大遷徙（376～568）的進程中遷往西班牙和北非，留在故地的就是現在高加索奧塞梯人的祖先。
蒙古人就這樣採用財物加忽悠的謀略，分化瓦解了敵人的聯軍，趁機進攻孤立無援的阿蘭人，大獲全勝，之後又繼續乘勝追擊，攻下北高加索許多堡壘—— 後來在1239年，窩闊臺汗率師徹底征服了阿蘭部落，1253年，蒙哥汗派人蒐括阿蘭人戶東遷，組成所謂“阿速軍”，在蒙古軍隊中服役，他們被稱為“碧眼回回”或“綠睛回回”，在當時是色目諸族之一，這是後話，暫且不多說了。
之後，蒙古軍隊開始進攻自以為從東方人身上撈了大便宜、沉浸在“和平”氣氛之中的欽察人，欽察人本身也是善戰的遊牧民族，經常襲擾羅斯人，但此時在高度組織化的蒙古軍隊面前只能節節敗退，原先在欽察草原（黑海北濱的草原，阿拉伯作家稱為庫曼尼亞）上游牧的欽察人被迫向西遷移到了勒河（伏爾加河）河和涅卜兒河（第聶伯河）一帶。
蒙古第一次西征軍兵士復原圖
太祖十八年（金元光二年；南宋嘉定十六年；1223）春，追擊欽察人的蒙古軍隊來到了克里米亞半島，他們再一次打敗欽察人。屢戰屢敗的欽察人於是只好向斡羅斯的王公們求救。
斡羅斯原先的基輔國家從11世紀就開始解體，到了此時，斡羅斯全境存在著無數存續著鬆散關聯繫的小公國，日常的內鬥和撕逼是家常便飯，
但是，面對蒙古大軍的威脅，他們終於組織起一支人數眾多的聯軍，聯合欽察人一起對抗蒙古軍。即使不完全按照中世紀的標準來衡量，羅斯各小公國能夠動員起一支人數幾乎達到100000人的聯軍參與戰事也是非常驚人的一件事。
現在的情況是，羅斯聯軍100000人，養精蓄銳，以逸待勞，哲別與速不臺率領的蒙古軍不到30000人，經過常年征戰，比較疲憊，總之，羅斯聯軍可以說是蒙古軍面前的一個前所未遇的勁敵。
當然，羅斯軍存在著先天的缺陷。各羅斯公國的軍隊其結構組成比較類似，即王公的親兵隊（boyar）騎兵作為核心的和相對處於協同地位城市千人隊，除了重裝騎兵之外，其他的士兵訓練不足，不能算是職業軍人，而重裝騎兵的裝備和戰術，也有和時代脫節的地方。
羅斯重騎兵
羅斯步兵
此外，羅斯軍隊雖然有盟主性質的統帥基輔大公，但是各公國的王公各自為政，並沒有一個統一的指揮樞紐。
再看蒙古這一方面，哲別、速不臺決定誘敵深入，尋機決戰。
哲別、速不臺之所以採取這一方針，是因為以下幾個原因：
第一，撤退以選擇有利地形，以便發揮蒙古軍騎兵的特長，在決戰中殲敵；
第二，涅卜兒河（第聶伯河）流域相對較為貧瘠，而頓河下游則是富庶的產糧區，蒙古軍可以就地解決人的給養和馬的飼料，能夠轉而以逸待勞；
第三，羅斯聯軍越往東推進，後勤補給越困難，戰鬥力越削弱，這也是有利於主客之勢的轉換；
第四，儘量拖延決戰時間，有利於此時位置在裡海之東的成吉思汗長子朮赤率領的援軍趕來協同作戰。
於是，哲別和速不臺首先派出1200里加急的騎馬信使前往朮赤處要求派兵援助；其次以小部分兵力與敵人保持接觸，掩護主力東退到頓河以西地區集結待機決戰。
主將之一的哲別本人親自率領2000人前往誘敵。
在涅卜兒河畔，身上無甲的蒙古騎兵箭手在河東岸紛紛向羅斯人射箭挑釁。前面說過，羅斯軍隊的主力是重裝騎兵，眼看敵人無甲，感覺有了吃豆腐切西瓜的機會，於是不假思索便渡過第聶伯河，與蒙古軍接戰。
不出所料，蒙古前鋒被“輕鬆擊潰”，要說哲別也是下了血本，這次假敗中還有蒙古軍將領受傷落馬被俘，羅斯人大喜，將俘虜交給欽察人殺了。這次小勝使得羅斯人更加輕視陌生的東方敵人，在他們看來，欽察人都是孱頭，所以才會被這些蒙古人打敗，而蒙古人和欽察人比更是弱雞，很快就會被自己全殲。
於是，100000人的聯軍全軍渡過涅卜兒河，主動尋求與蒙古軍隊決戰。
在羅斯大軍抵達卡爾卡河（Калка，今稱卡利奇克河Кальчик，是卡利米烏斯河Кальмиус的支流，流經今烏克蘭頓涅茨州境內）之後，羅斯諸王公發生意見分歧，加利奇公國公爵『大膽的』姆斯季斯拉夫·姆斯季斯拉維奇等斡羅斯王公和欽察人的聯軍一起涉過卡爾卡河，其餘的羅斯軍隊則停留在河西岸。
等到羅斯軍隊過河，蒙古軍隊突然變了模樣，展現出縱橫歐亞的驚人戰鬥力，他們先從原先的手下敗將右翼的欽察人這裡入手攻擊，欽察人在蒙古軍意外的反擊面前不堪一擊，丟盔棄甲，奪路狂奔，他們的潰退衝亂了羅斯軍的戰鬥隊形。蒙古軍進而發起左翼和中路的全線衝鋒，羅斯軍在蒙古騎兵的強力衝擊下潰不成軍，陣型完全被衝散。
羅斯軍全線崩潰，其指揮切爾尼希夫大公當場陣亡
姆斯季斯拉夫·姆斯季斯拉維奇公爵有所謂“大膽的”的稱號（又被稱為“勇王”），此時卻逃得最快，他拋棄了部下，單人匹馬逃回對岸，並自作聰明地將卡爾卡河上的舟船全部燒燬來防止蒙古軍追擊，結果使那些沒能及時過河的王公和將士全部落到了蒙古人手裡。
羅斯士兵肩並肩排成人牆緊密地站在一起，此時已經處於劣勢的他們只有下定決心保持戰鬥隊形不被打亂，才能有一線希望。但是，蒙古騎兵從容地在羅斯人武器的射程之外停了下來，在那裡向羅斯步兵方陣萬箭齊發，羅斯士兵只能眼睜睜地看著身邊地戰友紛紛中箭倒在血泊之中，誰死誰活，不過是一個概率問題。他們根本無法反擊，最終全軍覆滅。
激戰正酣之時，紮營在卡爾卡河對面的高地上的基輔大公姆斯季斯拉夫·羅曼諾維奇和其它王公目睹這樣的屠殺，卻穩如泰山按兵不動——姆斯季斯拉夫·羅曼諾維奇其實就是姆斯季斯拉夫·姆斯季斯拉維奇的叔叔，也正是他參與擁立的，但此時卻因為種種原因居然隔岸觀火作壁上觀。
但是，將東岸羅斯軍和欽察軍全殲的蒙古軍自然不會放過他們。哲別與速不臺用皮囊等工具渡過狹窄的卡爾卡河，包圍了剩餘的羅斯軍，發起了猛攻。羅斯軍在拼死抵抗了3天之後，以基輔大公為首的羅斯軍隊在獲得蒙古軍的他們可以保全性命的許諾後便繳械投降了。
多達100000人左右的羅斯聯軍就這樣全軍覆沒，據不完全統計，羅斯聯軍方面共有6個公爵、70個貴族陣亡，主帥基輔大公姆斯季斯拉夫·羅曼諾維奇成為了蒙古人的俘虜，不久，哲別和速不臺根本沒有理會保全性命的承諾（蒙古人的理由是羅斯人當年殺死使者，犯錯在先，這當然也是一種強盜邏輯），將其和他的兩個女婿一起處死——理論上他們享受了和所謂高貴身份對應的“不流血而死”，但實際上死得極其悽慘，因為他們是被蒙古人用氈毯包裹塞進帳中的地板之下，然後蒙古人整夜在上面喝酒唱歌，慢慢地、殘酷地將他們壓死。
這個原本作為高貴敵人待遇所謂的不流血之死真是要了羅斯王公的親命了
投降羅斯士兵也基本上都被殺死，俄羅斯史籍《諾夫哥羅德編年史》1224年條目中有這樣的記載，最初派出去與蒙古軍作戰的大量士兵，
只有十分之一的人回到了家。
自從“民族大遷徙”期間匈人攻擊歐洲以來，這是亞洲的武裝力量第一次入侵歐洲，並徹底殲滅了一支人數眾多的軍隊。
卡爾卡河之戰本身也成為誘敵深人，各個擊破的殲滅戰的典範而載入了史冊。
但是，畢竟哲別和速不臺的這支蒙古軍西征己經4年，跋涉幾千公里加上連續作戰使其疲憊不堪，後勤保障不足，也有一定數量的減員，亟待休整補充。因此，取得卡爾卡河之戰勝利的哲別和速不臺下令撤軍回東方。
蒙古軍如同一陣旋風一般突如其來，又如旋風一般席捲而去。
在羅斯人看來，蒙古人的消失與他們的來臨同樣突如其來，也同樣莫名其妙。由於這一次蒙古人並沒有留下來佔領土地，而是不惜萬里跋涉返回故土，羅斯王公和欽察人都想當然地認為，韃靼人永遠再不會來了，於是他們便又重新切換到了之前內鬥三六九、撕逼天天有的模式。
以卡爾卡河之戰為代表的第一次大敗並未對羅斯的歷史進程產生深刻的影響，因為第一次戰役沒有立即產生政治後果，但是，與羅斯人認為的“韃靼人永遠再不會來了”不同，他們在不久之後還會遇上蒙古人。
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