Монгольский корпус под командованием Бурундая, в течение трёх недель после взятия Владимира покрыв расстояние примерно вдвое больше, чем за то же время преодолели основные монгольские силы, во время осады последними Твери и Торжка подошёл к Сити со стороны Углича. Владимирское войско не успело изготовиться к битве (за исключением сторожи численностью 3000 человек под руководством воеводы Дорофея Семёновича), было окружено и почти полностью погибло или попало в плен. Князь Юрий погиб вместе с войском, его голова была отрублена и преподнесена в дар Батыю. Погиб ярославский князь Всеволод Константинович. Захваченный в плен ростовский князь Василько Константинович был убит 4 марта 1238 года в Шернском лесу. Святославу Всеволодовичу и Владимиру Константиновичу Угличскому удалось спастись.
Константин Бестужев-Рюмин в книге «О злых временах татарщины и страшном Мамаевом побоище» уделяет битве отдельную главу и так описывает её ход:
Покончив с Рязанью, пошли татары ко Владимиру, а князь Юрий ушел в теперешнюю Ярославскую губернию к реке Сити, где поджидал к себе братьев и собирал войско… Между тем татары приближались к Сити. Услыхав об этом, князь Юрий отложил всю печаль, пошёл им навстречу и был убит в бою; братьев с ним не было, а племянник его, Василько, взят был татарами в плен живой, и нудили они его соединиться с ними, но Василько твёрдо стоял на своём и умер с молитвою: «Господи, Иисусе Христе Вседержителю! Приими дух мой, да и аз почию в славе Твоей». Было это марта 4-го. Тело Юрия нашел епископ ростовский Кирилл, возвращавшийся на свой престол с Белоозера, и привез его в Ростов, а тело Василька нашла в лесу одна женщина и обвила его плащаницею[3].
.
События, происходившие на реке Сити, наиболее подробно описаны в Лаврентьевской летописи. Доктор исторических наук, старший научный сотрудник Института археологии РАН Василий Комарович провёл текстологический анализ летописи и на его основании попытался определить ход битвы.
Отмечая компилятивный характер немногословного и сведённого из двух источников (ростовский и Юрьев своды) рассказа летописца о Ситском сражении, историк отмечает, что монголо-татары целенаправленно искали князя Юрия Всеволодовича, так как «погнашася по Юрьи по князи на Ярославль» сразу после взятия города Владимира. Затем летописец следует за событиями и описывает, что Великий князь Юрий Всеволодович не смог собрать достаточных сил для сражения, так как «жда брата своего Ярослава, и не бе его». Князь Святослав Всеволодович успел подойти со своей дружиной (Лаврентьевская летопись упоминает его в числе павших на Сити князей). Великий князь «повеле воеводе своему Жирославу Михайловичу совокупляти воинство и окрепляти люди, и готовитися на брань», а также послал трехтысячный отряд Дорожа «пытати Татаръ», но эти меры предосторожности были запоздалыми: «Княз же Юрьи посла Дорожа в просики в трех тысячах мужь и прибежа Дорож, и реч: а оуже, княже, обошли сут нас около Татары».
Монголо-татарские основные силы во главе с Бурундаем от Ростова повернули прямо на север, на Углич, видимо, располагая сведениями о месте нахождения русских дружин. Утром 4 марта татарские авангарды подошли к реке Сити[4].
«Нача князь полки ставити около себя, и се внезапу татарове приспеша, князь же не успев ничто же, побеже», — сообщает летописец. Но сражение, несмотря на численное превосходство татар и внезапность нападения, была упорной: «поидоша противу поганым и сступишася обои, и бысь сеча зла». Яростное сопротивление русских дружин было сломлено излюбленным приёмом татар: рассекая дружины противника на части, они окружали и истребляли врага. Не выдержав нападения, русские полки «побегоша пред иноплеменники». Преследовавшие русских воинов конные татары были беспощадны: «Убиен быс великии князь Юрий Всеволодич на рице на Сити и вой его мнози погибоша». Более подробно в русских летописях битва не отражена[4].
Восточные источники более лаконичны. Персидский учёный-энциклопедист Рашид ад-Дин, не уделяя битве на Сити особого внимания, при обобщении сведений, касающихся истории монголов, в труде Та’рих-и Газани («Газанова летопись»), описал её как обычную погоню за бежавшим и прятавшимся в лесах князем: «Князь же той страны Георгий старший», — пишет Рашид ад- Дин, — «убежал и скрылся в лесу; его также взяли и убили»[5]