В городе оставалось около 20 тыс. жителей, в то время как основные силы монголов, разбившие лагерь у Рязани, насчитывали примерно 40 тыс. человек. Первые приступы рязанцы отбили, но их ряды стремительно редели, а к монголам подходили все новые и новые отряды, вернувшиеся из-под Пронска, взятого 16—17 декабря 1237 года, Ижеславля и других городов. На пятый день осады под стенами крепости появились стенобитные машины. В ночь с 20—го на 21—е декабря, под светом факелов и с помощью этих катапульт и таранов монголы устремились в последний штурм. После упорного боя монгольские воины проломили стены города, ворвались в него и устроили резню. Однако многим рязанцам удалось скрыться в лесах или отойти на север, к Коломне с немногими уцелевшими рязанскими ратниками. Укрепления города были разрушены, и Старая Рязань через некоторое время была оставлена жителями, столица Рязанского княжеского была перенесена в Переславль-Рязанский.