Получив известие о приходе Мстислава, Ярослав действовал традиционно для себя - послал за подмогой в Швецию, где теперь правил сводный брат его жены. Вскоре оттуда прибыл ярл «Якун» (Хакон или Гакон) с большим отрядом. Наступала уже осень, когда Ярослав с Якуном у Смоленска перешли на левый берег Днепра, направляясь к Чернигову. Мстислав ждал их недалеко от столицы, на поле у городка Листвена. Центр его построения занимало ополчение Северской земли, фланги которого прикрывала конная дружина, а также отряды хазар и касогов. С юга, у них за спиной, охватывая полнеба, надвигалась огромная туча. Наступил мрачный вечер, когда показались полки Ярослава и завидев врага, стали разворачиваться для боя. Ярослав, по обыкновению, в центр поставил варягов, на флангах у него были ослабленные недавним разгромом новгородцы, дружина и, возможно, смоляне. Об участии северо-восточных ополчений источники не упоминают.
Ненастный вечер сменился кромешной темнотой, то и дело прерывавшейся вспышками молний – «и бывши нощи рябиныи» (т.е. рябой, рябящей Ю.С.) - первое упоминание «рябиновой» или «воробьиной» ночи в нашей литературе. Войска могли простоять в боевых порядках до утра, но разразилась поздняя гроза, несомый налетевшим вихрем дождь хлестнул в лица пришедших с севера, и Мстислав, усмотрев в этом тактическое преимущество, выгоду («то ны есть користь») приказал челу атаковать. Завидев в блеске молний движение неприятеля, Ярослав двинул вперёд варягов, «и сступишася чело Северъ съ Варягы и трудишася Варязи секуще Северъ». Лаконичное описание битвы весьма красноречиво: оба брата-полководца бросили в бой как расходный материал тех, кого не было жалко, придержав других. Лучше вооружённые, но уступавшие северянам численно, шведы, устлав славянскими рубахами поле боя, изнемогли. Севера пятилась, но держалась и тогда, не ощущая давления с фронта, Мстислав приказал своим крыльям развернуться внутрь боевого порядка и ударить на варягов - «и нача сечи Варягы». Так наша летопись зафиксировала первый в отечественной военной истории маневр частей на поле боя.
Варяги оказались зажаты с трёх сторон. Необычность ночного побоища усиливают подробности, сохранённые очевидцами и донесённые преданием летописцу: «И бысть сеча зла и страшна: яко посветашеся молния, тако блещахуся оружия; и елико молния освещаше, тако мечи видяху, а тако друг друга убиваше. И бе гроза велика и сеча силна». В современном переводе основная мысль может быть выражена приблизительно так: «молнии на миг освещали блестевшие занесенные мечи, а убийственный удар достигал цели уже в темноте». В этих вспышках на мгновение возникали окрестные, пестреющие первой желтизной леса и страшное поле, где скандинавы, славяне и разноплемённые кавказцы убивали друг друга. Треск электрического разряда внезапно заглушал тысячеголосый рёв битвы, но в следующую секунду темнота вновь наполнялась стуком щитов, скрежетом стали по броне, воплями рассекаемых и «прободенных», а затем громовой удар снова покрывал все звуки.
В конце концов, теснимая конницей с двух сторон норманнская пехота не выдержала и побежала, начав отсчёт шведских поражений на будущей Украине. Ярославу также пришлось отступить, хотя новгородцы и дружина не понесли серьёзных потерь. На зиму он остался в Новгороде, сохраняя контроль над Киевом и Смоленском.
Победа обескровила Мстислава, «безмерно» любивший свою дружину, он утром, объезжая поле боя, цинично-простодушно радовался в слух тому, что побиты одни варяги да северяне, «…а своя дружина цела». Едва ли он мог после такого рассчитывать на прежнюю поддержку «земства». Черниговский князь более не делал попыток захватить Киев и, наконец, отправил к Ярославу посольство, предлагая вернуться на юг. Он признавал старшинство Ярослава, но требовал себе всю Левобережную Русь до верховий Днепра, от Переяславля до самого Мурома, сохраняя и свои южные владения. Ярослав согласился на такие условия не сразу. В переговорах прошёл 1025 г., за это время Ярослав восстановил Новгород после полоцкого набега и снова собрал крупные силы. К помощи варягов решено было более не прибегать, хотя отношения со Швецией и Норвегией остались дружескими.