Ngột Lương Hợp Thai ba lần phái sứ giả đến Thăng Long dụ hàng vua Trần Thái Tông nhưng cả ba lần đều không có hồi âm, đợi mãi không được hắn ra lệnh xuất quân. Đầu năm 1258 đại quân của Ngột Lương Hợp Thai gần 5 vạn binh mã chia làm ba đội, Triệt Triệt Đô chỉ huy quân tiên phong, con trai của Ngột Lương Hợp Thai là A Truật giữ trung quân, còn bản thân Ngột Lương Hợp Thai chỉ huy quân chủ lực đi ở phía sau, lần lượt theo ngả sông Thao tiến sâu vào lãnh thổ Đại Việt.

Kinh thành Thăng Long nhanh chóng nhận được tin cấp báo từ biên giới gửi về nhưng không vội phái quân đội đi ngăn chặn. Tuân theo kế hoạch ban đầu của Hưng Đạo vương, quân Đại Việt sẽ đợi giặc vào sâu trong lãnh thổ rồi mới đánh. Vua Trần Thái Tông và các tướng đã chọn Bình Lệ Nguyên làm chiến trường, đây là một đồng bằng rộng lớn nằm giữa sông Thao và sông Cà Lồ có nhiều rạch cắt ngang như những chiến hào thiên nhiên, thuận lợi cho việc ẩn quân chống giặc cũng như rút lui khi cần thiết. Triều đình muốn dựa vào địa hình bị chia cắt của nơi đây để dựng thành chiến hào thủy bộ ngăn chặn bước tiến kỵ binh Mông Cổ. Vua Trần Thái Tông lệnh cho Trần Khánh Dư đi thuyền vận chuyển người, ngựa và voi chiến đổ bộ lên Bình Lệ Nguyên ngay trong đêm dàn trận. Đích thân nhà vua dẫn theo sáu quân đoàn chủ lực là Thánh Dực, Thiên Thuộc, Thần Sách, Củng Thân, Chương Thánh và Thiên Vương, tổng cộng 8 vạn quân tham chiến. Trần Tử Đức chỉ huy quân Ngũ Yên giấu thuyền ở bến Lãnh Mỹ có nhiệm vụ đón bộ binh nếu thế trận trên bờ bất lợi. Để cho Trần Thủ Độ và Trần Quốc Tuấn cùng với quân đội gia nô ở lại bảo vệ Thăng Long, sẵn sàng di tản bá tánh trong kinh thành bất cứ lúc nào. Mọi thứ chuẩn bị đã xong, chỉ chờ bọn Ngột Lương Hợp Thai đến đánh.

Ngày 17 tháng 1 năm 1258 (dương lịch), trận quyết chiến đầu tiên giữa Đại Việt và Mông Cổ bắt đầu. Ngột Lương Hợp Thai sau khi hội quân với A Truật và Triệt Triệt Đô ở bên kia bờ sông đã lệnh cho quân Mông Cổ vượt sông đánh trực diện vào quân Trần. Y là một tên tướng cáo già, đích thân dẫn quân chủ lực vượt sông tấn công trực diện nhưng thực chất mục đích của cánh quân này chỉ là thu hút sự chú ý, đánh lạc hướng quân đội nhà Trần. Trước đó hắn đã phái A Truật dẫn quân vượt sông vòng ra phía sau lưng quân Đại Việt tập kích, còn Triệt Triệt Đô cũng được lệnh vượt sông, vòng ra phía sau lưng quân Đại Việt nhưng không đánh ngay mà phục kích sẵn ở phía bến Lãnh Mỹ chờ A Truật đánh vào hậu quân Đại Việt, quân Đại Việt trước sau đều bị Ngột Lương Hợp Thai và A Truật bao vây rối loạn thì bấy giờ Triệt Triệt Đô mới xông ra cướp thuyền chặn đường lui vua quân nhà Trần.

Mọi việc đều diễn ra đúng như dự tính của Ngột Lương Hợp Thai, ban đầu quân Đại Việt chiếm được thế thượng phong nhờ có tượng binh trợ chiến, quân Đại Việt đưa tượng binh ra đánh, dàn hình chữ "nhất" (一) che chắn cho bộ binh, đàn ngựa chiến Trung Á sợ voi chiến nên quay đầu bỏ chạy làm cho đội hình của giặc bị rối loạn.

Tuy nhiên quân Mông Cổ lại giàu kinh nghiệm chiến đấu nên không hề tỏ ra nao núng. Bọn chúng nhanh chóng ổn định lại đội hình. Là những cung thủ thiện xạ bách phát bách trúng, quân Mông Cổ đồng loạt nhắm vào mắt voi và quản tượng bắn tên, voi bị trúng tên lồng lên hoảng sợ, dẫm vào đội hình quân Đại Việt, giúp cho Mông Cổ lấy lại thế trận. Lúc này đến lượt quân Đại Việt bị hỗn loạn, bầy voi chạy càn giẫm đạp xé nát các cánh quân khiến cho quản tượng không thể kiểm soát, quân Đại Việt chỉ có thể chạy tránh, thế trận nghiêng hẳn về quân Mông Cổ.

Kỵ binh Mông Cổ phát hiện vua Trần Thái Tông đang thân chinh nên tập trung đánh vào vị trí của ngài, hàng hàng lớp lớp kỵ binh nhắm thẳng vào vua Trần quyết giết bằng được. Hỗn chiến ác liệt ngay chỗ của nhà vua, binh sĩ hộ vệ ai ai cũng cũng không thể rảnh tay, nhà vua chiến đấu một hồi nhìn quanh tả hữu không còn ai, chỉ còn lại duy nhất một mình Lê Tần dũng mãnh, ánh thương lóe lên như ánh chớp, tả xung hữu đột giữa vòng vây bảo vệ che chắn cho vua Trần Thái Tông.

Đám lính Mông Cổ xung quanh nhìn thấy Lê Tần uy dũng lạ thường như người trời phái xuống nên e ngại không dám xông vào. Nhà vua chợt nghĩ: "cái uy dũng của người này không khác gì Thường Sơn Triệu Tử Long năm xưa". Nhờ có Lê Tần hộ giá vua Trần Thái Tông, quân sĩ Đại Việt mới có thời gian xốc lại đội hình bảo vệ cho nhà vua.

Ở phía sau hậu quân Đại Việt, A Truật đang vượt sông chuẩn bị tập kích lại bất ngờ hay tin Triệt Triệt Đô phá vỡ kế hoạch. Hắn đã đến bến Lãnh Mỹ trước nhưng vì háo thắng nên hối quân đánh ngay chứ không chờ quân của A Truật tập kích hậu quân Đại Việt rồi mới xông ra phối hợp, cướp thuyền theo mưu kế của Ngột Lương Hợp Thai. A Truật buộc lòng phải chi viện cho Triệt Triệt Đô nhằm đảm bảo kế hoạch cắt đường lui vua Trần thành công, vậy là "bứt dây động rừng".

Trần Thái Tông nghe tin báo trước sau đều có giặc, các tướng hăng hái đốc thúc nhà vua đánh đến cùng, vua Trần nghe theo tuốt gươm thề sống chết với giặc, Lê Tần vội can ngăn:

- Xin bệ hạ hãy cho rút quân để bảo toàn lực lượng, phải quay lại bến thuyền ngay, quân của Trần Tử Đức không thể cầm cự được lâu, bến thuyền mất thì chúng ta sẽ không có đường lui. Bây giờ bệ hạ quyết dốc hết lực lượng ra đánh thì chẳng khác nào một con bạc vét hết đồng tiền cuối cùng quăng vào chiếu bạc, tai họa cháy túi là tất nhiên!

Nhà vua nghĩ phải, liền cho rút quân về bến Lãnh Mỹ. Ngột Lương Hợp Thai thúc đại quân đuổi sát phía sau. Một trận ác chiến xảy ra ở bến thuyền. Quân chủ lực của nhà vua và quân Ngũ Yên liều chết chiến đấu mới giữ được thuyền, hộ tống nhà vua lên thuyền rút lui an toàn. A Truật và Triệt Triệt Đô nhận thấy thuyền của nhà vua vẫn còn trong tầm bắn nên liên tục hối kỵ binh phi ngựa dọc theo bờ, bắn tên như mưa hòng giết chết vua Trần Thái Tông.

Trong tình thế nguy cấp, Lê Tần nhanh trí vớ tấm ván thuyền che cho nhà vua. May mắn là Trần Thái Tông không bị tổn hại gì, đến khi chiến thuyền vượt ra khỏi tầm bắn, mọi người đều kinh hãi vì tấm ván chi chít tên cắm như lông nhím. Vua tôi nhà Trần thoát hiểm trong gang tấc. Lúc đó nếu như không có Lê Tần kịp hộ giá thì e là Thái Tông đã lâm nguy, nhà vua cảm phục trí dũng của Lê Tần mà luôn miệng khen ngợi là tướng giỏi.

Lê Tần lúc này đang giữ chức Ngự sử trung tướng, có xuất thân là thế gia hoàng tộc, hậu duệ của hoàng đế Lê Đại Hành. Cha của Lê Tần là Thượng Vị hầu Lê Khâm, danh tướng đầu thời nhà Trần.

Trong những năm đầu nhà Trần mới thành lập, loạn lạc nổi lên khắp nơi, các sứ quân không phục vua Trần Thái Tông nên tự đứng ra lập quân đội chống phá, tranh giành thiên hạ với triều đình. Đại tướng Lê Khâm theo dưới trướng thái sư Trần Thủ Độ, là người có công lớn trong những lần chinh chiến, bình định phản loạn, tiêu biểu nhất là chiến dịch đánh dẹp sứ quân Nguyễn Nộn. Lê Khâm còn được Thái Tổ Trần Thừa khâm liệt vào hàng Khai quốc công thần.

Lê Tần sau này nối nghiệp võ của cha. Với trí tuệ thông minh, bản tính kiên trì tập luyện và tinh thần cầu toàn, ham học hỏi, Lê Tần từ nhỏ đã được gọi là "hổ con", lớn lên ngày càng tài giỏi, trở thành một vị tướng hoàn mỹ, văn võ song toàn, về sau trở thành chiến tướng số một của vua Trần Thái Tông.

Nói về Lê Tần, ông là danh tướng ba đời của triều đại Đông A, danh tiếng uy chấn thiên hạ. Trong cuộc kháng chiến chống quân Mông Cổ lần thứ nhất, tuy Hưng Đạo vương Trần Quốc Tuấn là người giữ chức Tiết chế thống đốc binh sự song chưa có thực quyền nên không để lại nhiều dấu ấn. Còn Lê Tần, vai trò ban đầu của ông là tướng tiên phong nhưng càng về sau càng được nhà vua và thái sư Trần Thủ Độ đặc biệt tin dùng, luôn được đi theo nhà vua bàn những việc cơ mật rất ít người biết, thêm hai lần có công cứu giá nên khi xét đến công trạng thì Lê Tần đương nhiên là người có công to lớn nhất.

Khi bàn về Lê Tần, sử thần Ngô Sĩ Liên có viết về ông như sau:

- Lê Phụ Trần dũng lược đứng đầu ba quân, một mình một ngựa xông pha trong lúc gian nguy, mà tài văn học của ông đủ để dạy bảo Thái tử.

(Thái tử Trần Khâm tức vua Trần Nhân Tông là học trò của Lê Tần. Nhờ có sự rèn giũa, dạy bảo tận tình của Lê Tần mà Trần Nhân Tông sau này mới trở thành một vị minh quân giỏi việc nước, văn võ song toàn).