در اواخر سال ششصد و بیست و یک هجری قمری، پس از آنکه سلطان جلالالدین خوارزمشاه از هندوستان بازگشت و برادر خود غیاثالدین را در فارس شکست داد و در اصفهان مستقر شد، خبر رسید که یک سپاه مغول به فرماندهی دو نویان به نامهای تولک و الماقوش از خراسان خارج شده و از راه سمنان و دماوند خود را به حوالی شهر ری رسانده است. این سپاه مغول چند هزار سوار را شامل میشد که مأموریتشان فتح عراق عجم و سرکوب بازماندگان خوارزمشاهیان بود. تولک سردار ارشد این سپاه بود و الماقوش معاون او. مغولان در این لشکرکشی هر آبادی و شهری را که بر سر راهشان بود غارت میکردند و مردمان را میکشتند و زنان و کودکان را اسیر میگرفتند. آنان تا نزدیکی ری پیش رفته بودند و در دشتی میان ری و ورامین اردو زدند.
سلطان جلالالدین که از ورود مغولان به نزدیکی ری مطلع شد، تصمیم گرفت بیدرنگ به آنان حمله کند. او در آن زمان سپاه بزرگی در اختیار نداشت و بسیاری از نیروهایش پس از لشکرکشی فارس پراکنده شده بودند. وی توانست حدود ده هزار سوار فراهم کند که بیشتر آنان از ترکان خوارزمی، ترکمانان، و عدهای از سربازان محلی بودند. سلطان این سپاه را در اصفهان گرد آورد و با سرعت زیاد به سمت شمال حرکت کرد. او دستور داد کاروان آذوقه و ادوات سنگین را پشت سر بگذارند تا سپاه بتواند با سرعت بیشتری حرکت کند. در این راهپیمایی اجباری که ده روز راه را در شش روز پیمودند، بسیاری از اسبها از تشنگی و خستگی تلف شدند و تعدادی از سربازان نیز جان باختند. مسیر حرکت از اصفهان به کاشان و سپس به سمت ری بود. در این مسیر چاههای آب کمیاب بود و گرمای هوا نیز بر دشواری راه میافزود.
طلایهداران سلطان که جلوتر از سپاه اصلی حرکت میکردند، خود را به اطراف ری رساندند و به شناسایی اردوی دشمن پرداختند. آنان گزارش دادند که مغولان در دشت باز میان ری و ورامین خیمه زدهاند و اسبهایشان را در چراگاههای اطراف رها کردهاند. مغولان مشغول تقسیم غنایمی بودند که از شهرها و روستاهای اطراف ری به دست آورده بودند و گروه زیادی از اسیران ایرانی را نیز در گوشهای از اردوگاه نگه میداشتند. تولک و الماقوش تصور نمیکردند که جلالالدین بتواند با این سرعت خود را از اصفهان به ری برساند، بنابراین پاسداران و دیدبانان را آنگونه که باید تقویت نکرده بودند.
سلطان چون به دو فرسنگی ری رسید، شب را در پشت تپههای کمارتفاع حوالی چشمهعلی توقف کرد. او فرمان داد که هیچکس آتش روشن نکند و از دمیدن در شیپور و کوبیدن بر طبل خودداری شود. سربازان در همان حال باقی ماندند و اسبها را مهار کردند تا سر و صدایی ایجاد نشود. خود سلطان به همراه تیمور ملک و چند تن از سرداران و محافظان ویژهاش به بالای یکی از تپهها رفتند و از دور به تماشای اردوی مغولان نشستند. آنان آتشهای اردو را میشمردند و موقعیت خیمهها و جایگاه نگهداری اسبها را بررسی میکردند. در این هنگام نالههای اسیران ایرانی که در بند بودند از دور به گوش میرسید.
پیش از طلوع آفتاب، سلطان سپاه خود را به سه ستون تقسیم کرد. یک ستون در قلب به فرماندهی خود سلطان، ستون دوم در میمنه به فرماندهی تیمور ملک، و ستون سوم در میسره به فرماندهی یکی از امیران ترکمان. به سربازان دستور داده شد که به محض طلوع آفتاب، وقتی هوا هنوز نیمهتاریک است و مه صبحگاهی زمین را پوشانده، حمله را آغاز کنند. برنامه این بود که ستونهای میمنه و میسره اردوی مغولان را از دو طرف محاصره کنند و ستون قلب مستقیماً به مرکز اردو بتازد.
با نخستین روشنایی روز، هنوز مه رقیق صبحگاهی از روی دشت برنخاسته بود که سواران خوارزمی از پشت تپهها بیرون تاختند. صدای سم اسبان و فریاد «الله اکبر» سکوت صبحگاهی را شکست. مغولان که هنوز بسیاری از آنان در خواب بودند یا نیمهبیدار در کنار آتشهای نیمهخاموش نشسته بودند، غافلگیر شدند. اسبان مغول نیز که در چراگاهها رها شده بودند، دور از دسترس سوارانشان قرار داشتند. وحشت به سرعت در اردوگاه پخش شد. بسیاری از مغولان پیش از آنکه بتوانند سلاح بردارند یا خود را به اسب برسانند، کشته شدند.
سرداران تولک و الماقوش که صدای هیاهو را شنیدند، نیمهبرهنه از خیمههای خود بیرون دویدند و شروع به فریاد زدن و جمعآوری نیرو کردند. تولک توانست حدود چند صد تن از بهادران ویژه خود را که زبدهترین سربازان مغول بودند، گرد خود جمع کند و در گوشهای از اردوگاه مقاومت را سازمان دهد. این گروه از مغولان سپرهای خود را به هم چسباندند و حلقهای دفاعی تشکیل دادند. الماقوش نیز تلاش کرد دستهای دیگر از سواران را به اسبها برساند، اما تیمور ملک که از پیش برنامه داشت، با گروهی از سواران زبده به چراگاه اسبان مغول تاخت. سواران خوارزمی با شمشیر و نیزه به میان اسبهای مغول ریختند و آنان را رم دادند. اسبها پراکنده شدند و در دشت پخش گشتند. با این اقدام، مغولان امکان فرار یا سوار شدن بر اسب را از دست دادند.
نویان الماقوش که دید کار از دست رفته و دیگر امیدی به مقاومت نیست، سوار بر یک اسب بیزین که تصادفاً در اطراف خیمهها بود، به همراه چند تن از محافظانش به سوی کوههای شمال گریخت. سواران ترکمان که در تعقیب دشمن گریزپا مهارت داشتند، بلافاصله او را دنبال کردند. آنان در پای کوه به الماقوش رسیدند. ترکمانها کمندی بر گردنش انداختند و او را از اسب به زیر کشیدند و خفه کردند. سپس سرش را از تن جدا کردند و جسدش را همان جا رها کردند. سر الماقوش را نزد سلطان جلالالدین آوردند.
در همین حال، نویان تولک با همان حلقهٔ دفاعی از بهادران مغول به مقاومت ادامه میداد. این گروه که در کنار یک صخرهٔ بزرگ سنگر گرفته بودند، اجازه نمیدادند خوارزمیان نزدیک شوند و هر کس را که پیش میآمد با تیر و شمشیر از پای درمیآوردند. تیمور ملک و سوارانش چند بار کوشیدند این حلقه را بشکنند ولی موفق نشدند. مغولان حاضر به تسلیم شدن نبودند و ترجیح میدادند بجنگند تا کشته شوند.
سلطان جلالالدین که دید حلقهٔ دفاعی مغولان شکسته نمیشود، خود از اسب پیاده شد و با شمشیر به سوی صخره رفت. محافظان سلطان خواستند مانع او شوند ولی او نپذیرفت. تولک که سردار خوارزمی را دید، از میان محافظانش بیرون آمد و دو تن در برابر هم قرار گرفتند. تولک مردی تنومند با ریش سرخ و چشمان سبز بود و زرهی از چرم جوشانده بر تن داشت. او با شمشیر خمیدهٔ مغولی ضربهای افقی به سوی سر سلطان پرتاب کرد. سلطان به سرعت خم شد و تیغ از بالای کلاهخودش گذشت و تنها پر سیاهی را که بر فراز کلاهخود نصب شده بود، قطع کرد. جلالالدین بیدرنگ با یک حرکت چرخشی، شمشیر خود را از پایین به بالا به زیر بغل راست تولک فرو برد. آن ناحیه در زرههای چرمی مغولان محافظت کمتری داشت و تیغ به نرمهٔ زیر بغل فرو رفت و از بالای شانه بیرون زد. تولک فریادی کشید و بر زمین افتاد. سلطان سر او را نیز از تن جدا کرد.
با کشته شدن تولک و الماقوش، مقاومت مغولان کاملاً در هم شکست. باقیماندهٔ مغولان که پراکنده شده بودند، یا کشته شدند یا به اسارت درآمدند. تنها عدهٔ بسیار کمی که توانستند خود را به کوهها برسانند، جان به در بردند و بعدها به اردوی اصلی چنگیزخان در خراسان پیوستند و خبر شکست را رساندند. شمار کشتهشدگان مغول در این نبرد چند هزار تن بود. از سپاه سلطان نیز تلفات قابل توجهی وارد آمد، اما به نسبت دشمن بسیار کمتر بود.
پس از پایان نبرد، اسیران ایرانی که در اردوی مغولان به بند کشیده شده بودند، آزاد شدند. این اسیران شامل زنان، کودکان و مردان کهنسالی بودند که از روستاها و شهرهای اطراف ری گرفته شده بودند. آنان خود را به پای سلطان انداختند و او را سپاس گفتند. سلطان دستور داد تا سرهای بریدهٔ مغولان را بر فراز نیزهها کنند و در دو طرف جادهٔ میان ری و خراسان بیاویزند تا هم پیامی به دشمنان باشد و هم مایهٔ تسلی بازماندگان.
غنایم فراوانی از اردوی مغول به دست سپاه سلطان افتاد. این غنایم شامل طلا و نقره و مسکوکات، پارچههای گرانبها، اسلحه و زره، و نیز اموالی بود که مغولان از شهرها و روستاهای خراسان و ری غارت کرده بودند. سلطان جلالالدین بخشی از این غنایم را میان سربازان خود تقسیم کرد. بخشی دیگر را نیز به مردم ری داد تا آنان که خانه و کاشانهشان ویران شده بود، بتوانند زندگی خود را از سر گیرند.
بازماندگان مردم ری که پیش از حملهٔ مغولان از شهر گریخته و در کوهها و زیرزمینها پنهان شده بودند، با شنیدن خبر پیروزی سلطان به شهر بازگشتند. آنان در مسجد جامع ری گرد آمدند و به نام جلالالدین خوارزمشاه خطبه خواندند و او را حاکم خود دانستند. سلطان نیز پیش از ترک ری، دستور ضرب سکه به نام خود را داد. این سکهها در ری ضرب شد و در میان مردم توزیع گردید. ضرب سکه به نام یک حاکم در آن دوران به معنی اعلام رسمی حاکمیت بر آن منطقه بود.
سلطان جلالالدین پس از این پیروزی و اقامتی کوتاه در ری، با سپاه خود به اصفهان بازگشت تا برای ادامهٔ نبرد با مغولان و بازپسگیری دیگر مناطق ایران برنامهریزی کند. این نبرد که با غافلگیری کامل مغولان و سرعت عمل سلطان همراه بود، نخستین پیروزی بزرگ جلالالدین در خاک ایران پس از بازگشت از هندوستان به شمار میرود. خبر این پیروزی به سرعت در سراسر ایران پیچید و باعث تقویت روحیهٔ مردم و نیروهای خوارزمشاهی شد. همچنین این شکست خشم چنگیزخان را برانگیخت و باعث شد که او بعدها سپاه بزرگتری را به فرماندهی دایر بهادر نویان برای سرکوب جلالالدین به سمت اصفهان روانه کند، که به نبرد اصفهان در سال ۶۲۵ هجری قمری انجامید.
