Перед боем Мстислав среди прочего заявил воинам: «А кто хощеть пешь, а кто хощеть — на конех». Многие новгородцы, заявив, что хотят сражаться, «яко отци наши билися», не только «съседьше с конь», но и «порты и сапози сметавше» (стало быть, и доспехи). Кое-кто из смолян также спешился и разулся, но не до конца, а «перевив» себе ноги, доспехи же снимать не стали. Часть смолян, полк воеводы Ивора Михайловича, пошел на конях через густой лес («дебри»). Пехота вступила в схватку с людьми Ярослава, не дожидаясь кавалерии, и опрокинула один из стягов Ярослава, а затем, когда подоспели конники, — и второй.
Теперь атаковал и Мстислав с Всеволодом и Владимиром. Летописец уверяет, будто удалой князь проскакал «сквозе полкы» Юрия и Ярослава, обращая на себя внимание, ибо был у него «топор с паворозою» (ремнем или петлей, привязывавшим оружие к руке), которым он рубил врагов. В конце концов его воины «досекошася и до товаров», т. е. прорвались к обозу, после чего Юрий, Ярослав и их младшие братья бежали с поля боя, где осталось лежать будто бы 9233 побежденных, 60 попало в плен, тогда как новгородцев пало лишь 4 или 5, а смолян и вовсе один (!).
Вся эта картина требует множества поправок и разъяснений. Поведение снявших доспехи, обувь и спешившихся новгородцев объясняется, видимо, не только сугубо практическими соображениями (для новгородцев кавалерийский бой вообще не характерен), но, как полагает А. С. Щавелев, и неким воинским обычаем, напоминающим обычаи викингов, демонстрировавшим готовность биться насмерть… Очевидным результатом риторического осмысления текста стал эпизод с троекратным прохождением Мстислава через вражеский строй и неправдоподобно огромные цифры потерь — 9233. Многие ученые уверенно повторяют их как вполне достоверные, но нет уверенности, что столько людей с одной из сторон вообще участвовало в сражении. Истинный же масштаб потерь отражает скромное число пленных суздальцев.
Простояв на поле битвы, на следующий день победители неспешно двинулись к Владимиру, где заперся Юрий. Жители отнюдь не рвались защищать князя перед лицом сильного врага (не первый случай в истории Руси). Пока союзники стояли под стенами, «думаху отъкуду взятии», ночью во Владимире начались пожары. Мстислав и Владимир не дали новгородцам и смолянам, рвавшимся пограбить беззащитный город, войти в него, а на следующее утро Юрий капитулировал и ушел в Радилов Городец, оставленный ему в удел победителями.
Что касается Ярослава, то ему пришлось вернуть оставшихся в живых новгородских и новоторжских пленников, а кроме того, Мстислав забрал у него свою дочь, хотя Ярослав и уговаривал оставить ее ему (впоследствии брак возобновится, и Феодосия станет матерью Александра Невского). Спорные земли на Волоке, надо думать, также были возвращены новгородцам. Зато Ярослав, в отличие от Юрия, остался княжить там, где и прежде, хотя его вина в конфликте была, пожалуй, больше.