«И встретились оба войска, и была битва жестокой», — сказано в Лаврентьевской летописи о сражении на берегу реки Сити, произошедшем 4 марта 1238 года. Обезглавленное тело самого князя обнаружили на поле боя лишь по прошествии некоторого времени. За месяц до этого от рук монголов во Владимире погибла вся семья Юрия Всеволодовича.
Зимой 1238 года хан Батый осуществлял свое победоносное шествие по русским землям. Он разорил Рязань, спалил Москву, пленив московского князя Владимира Юрьевича. Следующей целью захватчика стал город Владимир — вотчина Юрия Всеволодовича, сына Всеволода Большое Гнездо.
Юрий Всеволодович вынужден был покинуть владимирские стены, дабы собрать рать, способную противостоять войску Батыя. В городе осталась вся семья князя: жена, сыновья, дочери, внуки. Из потомков Юрия Всеволодовича во Владимире отсутствовала лишь его дочь Добрава Юрьевна — к тому моменту она уже более десяти лет была замужем за волынским князем Васильком Романовичем.
В начале февраля монголы приступили к осаде Владимира. Через несколько дней — от пяти до восьми, по мнению историков — город пал. Никто из близких родственников Юрия Всеволодовича не выжил. По разным версиям, они или сгорели заживо в Успенском соборе, или же умерли во время пыток. Все погибшие были канонизированы в лике благоверных князей. Их принято называть «Владимирскими мучениками».
Не прошло и месяца, как их судьбу суждено было разделить и самому Юрию Всеволодовичу. Согласно Лаврентьевской летописи, ближе к началу марта князь разбил лагерь на берегу реки Сити, что протекала на севере его владений, и ждал там полки своих братьев. Однако к Сити со стороны Углича приблизился монгольский корпус под командованием Бурундая, темника Батыя. Русские полки не были готовы к такому повороту событий, и монголы нанесли сокрушающий удар первыми. Спастись не удалось практически никому. Большая часть воинов сложила головы на поле брани, почти все остальные были пленены Бурундаем.
Погиб и князь Юрий Всеволодович. Обстоятельства его смерти до конца не прояснены. Есть версия, что отрубленную голову владимирского князя преподнесли хану Батыю в качестве сувенира. Однако существует и другое мнение. Тело Юрия Всеволодовича будто бы было обнаружено спустя некоторое время епископом Ростовским и Ярославским Кириллом, который идентифицировал князя по его одежде. Головы Юрия, согласно этой версии, по близости не оказалось, однако впоследствии удалось найти и ее.
Тело князя по велению его брата Ярослава Всеволодовича перенесла в Успенский собор Владимира. В «Книге Степенной царского родословия» сказано, что во время траурной церемонии отрубленная голова князя вновь приросла к шее, а правая рука Юрия Всеволодовича поднялась. Интересно, что свидетели вскрытия мощей канонизированного князя, которое состоялось в 1919 году, этому вторили: якобы голова и впрямь вернулась на свое место, только вот позвонки срослись неровно.
Монголы же, хоть и будучи ослабленными, после битвы на Сити продолжили покорение Руси, вскоре попавшей от них в кабальную зависимость.