В декабре 1237 года папа римский Григорий IX провозгласил второй крестовый поход в Финляндию, а в июне 1238 года датский король Вальдемар II и магистр объединённого ордена Герман Балк договорились о разделе Эстонии и военных действиях против Руси в Прибалтике с участием шведов. Русские земли в эти годы были ослаблены монгольским нашествием.
15 июля 1240 года шведы были разбиты на Неве, а в августе 1240 года Орден начал поход на Русь. Против русских выступили ливонские рыцари (сам ландмейстер Тевтонского ордена в Ливонии Андреас фон Вельвен участия в битве не принял), ополчение дерптского епископа Германа, дружина русского князя Ярослава Владимировича, войско эстов и войско короля, упоминаемое в Ливонской рифмованной хронике и других западных источниках.
Немцы взяли Изборск, разбив подошедших ему на помощь псковичей, 800 из которых погибло, и осадили Псков, ворота которого через неделю открыли их сторонники из псковских бояр. Эти события не помешали новгородцам выгнать зимой 1240/1241 годов Александра в Переяславль-Залесский, и только когда немцы захватили землю вожан и Копорье и приблизились к Новгороду на расстояние 30 вёрст, новгородцы обратились к Ярославу за князем. Он послал к ним Андрея, но они настояли на кандидатуре Александра. Прибыв в Новгород в 1241 году, Александр выступил на Копорье, взял его штурмом и перебил большую часть гарнизона. Часть рыцарей и наёмников из местного населения была взята в плен, но отпущена, а изменники из числа чуди казнены. В марте 1242 года Александр дождался владимирскую помощь во главе с Андреем и взял Псков. Рыцари сконцентрировали свои силы в Дерптском епископстве. Александр тогда повёл войска во владения Ордена, а после поражения передовых русских отрядов на покорме главные силы отступили на озёрный лёд для решающего сражения.
«Хроника» говорит о том, что в битве на каждого немца приходилось 60 русских (что признаётся преувеличением), и о потере в битве 20 рыцарей убитыми и 6 пленными. «Хроника гроссмейстеров», официозная история Тевтонского ордена, написанная уже значительно позднее, говорит о гибели 70 орденских рыцарей, но объединяет погибших при взятии Александром Пскова и на Чудском озере.
В Новгородской первой летописи сообщается: «и паде Чюди бещисла, а Нѣмець 400, а 50 руками яша и приведоша в Новъгородъ» (вариант: «и паде Чюди бещисла, а Нѣмець 500, а 50 руками яша и приведоша в Новъгородъ»).
Согласно традиционной в российской историографии точке зрения, эта битва, вместе с победами князя Александра над шведами (15 июля 1240 года на Неве) и над литовцами (в 1245 году под Торопцом, у озера Жизца и близ Усвята), имела большое значение для Пскова и Новгорода, задержав напор трёх серьёзных врагов с запада — в то самое время, когда остальная Русь была сильно ослаблена монгольским нашествием. В Новгороде Ледовое побоище вместе с Невской победой над шведами ещё в XVI веке вспоминалось на ектениях по всем новгородским церквям. В советской историографии Ледовое побоище считалось одной из крупнейших битв за всю историю немецко-рыцарской агрессии в Прибалтике, и численность войск на Чудском озере оценивалась в 10—12 тыс. человек у Ордена и 15—17 тыс. человек новгородцев и их союзников.
В том же году Тевтонский орден заключил мирный договор с Новгородом, отказавшись от всех своих недавних захватов не только на Руси, но и в Летголе. Также был проведён обмен пленными. Только через 10 лет тевтонцы попытались вновь захватить Псков.