Сеча разгорелась близ впадения Каялы в Донец. Половцы, пытаясь отрезать русских от реки, в итоге «притиснулись» к ней вместе с ними. Игоря ранили в левую руку, и она омертвела. Был ранен и его воевода, шедший впереди княжеского полка. Бились весь день до вечера, множество воинов Игоря было ранено или убито. Попытки прорваться к Донцу не прекращались всю ночь и уносили всё новые жизни.

Вот как описывает начало битвы «Слово»:

На рассвете в воскресенье битва продолжилась, и ход ее, без того тяжкий, окончательно переломился не в пользу князей. Ковуи, устав сражаться за них, «возмутились» и обратились в бегство. Они, в отличие от русской знати, с лошадей не сходили, и потому догнать их оказалось трудно. За ковуями побежали некоторые ополченцы и боярские «отроки»-дружинники. Игорь, из-за ранения снова оседлавший коня, оставил сражение и пытался остановить бегущих. Битву возглавил Всеволод, вокруг которого сплотились в пешем строю знатные русичи. Игорь снял шлем, чтобы дезертиры узнали его и послушались его призыва. Но и это не помогло — из всех беглецов вернулся только некий Михалко Юрьевич, судя по упоминанию отчества, боярин; для ковуев же и простых воинов, бежавших за ними, князь сейчас был никем.

Всеволод между тем, по свидетельству летописи, «немалое мужество показал». О том же сказано и в «Слове»:

Перед последним четверостишием автор «Слова» вспоминает прежние войны Олега «Гориславича» и сравнивает те бесчестные усобицы с битвой Игоря против Степи. С одной стороны, «полк Игорев» более славен:

Но, с другой стороны, оттого и горечь поражения больше, чем невзгоды княжеских распрей:

И крамолам Олега, и доблестям его внука конец один: зря пролитая русская кровь. Потому и Нежатина Нива, где пал киевский князь Изяслав, — тоже «Каяла»:

Поэт, смешивая с битвой предварявшие ее стычки и следуя фольклорному стремлению к числу «три», счел, что сражение завершилось на третий день. Но, согласно летописи, всё было кончено уже в воскресенье.

Когда Игорь возвращался к своим полкам вдвоем с Михаилом Юрьевичем, его завидели половцы. У них-то было кому опознать новгород-северского князя. Половецкие конники перехватили Игоря на расстоянии полета стрелы от бьющегося русского войска. Князя пленил Чилбук из «Тарголовой» орды — возможно, хана Тарга, годом ранее плененного Святославом на Орели. Кончак, увидев, что князь ранен, «поручился» за него как за своего свата. Игорю осталось только смотреть, как ожесточенно сражаются остатки русского войска во главе с Всеволодом. «И просил душе своей смерти, лишь бы не видеть падения брата своего».

Князь вознес молитву: «Вспомянул я грехи свои перед Господом Богом моим, как много убийств и кровопролитий сотворил в земле христианской, как я не пощадил христиан, но взял на щит город Глебов у Переяславля. Тогда ведь немалое зло содеялось невинным христианам: отлучался отец от детей своих, брат от брата, друг от друга своего, и жены от супругов своих, и дочери от матерей своих, и подруга от подруг своих — всех смели пленение и скорбь, тогда наставшая.