Крепостта е защитавана от голям гарнизон, включващ наемници, известни като най-смелите войници във византийската армия, и оградена с ров. За да го преодолеят, българите построяват огромна обсадна кула, по-широка от рова, която хвърлят през него. С помощта на обсадните съоръжения успяват да преминат и достигат стените на крепостта. На третия ден от обсадата Варна е превзета.

Византийският историк и съвременник на събитията Никита Хониат описва обсадата на Варна, като съобщава, че Калоян не се поколебал да убие пленените ромеи, макар че било Великден: „Без да се уплаши от светостта на деня и без да се засрами от името Христово, което той произнасяше само с уста, подтикван от кръвожадни демони, блъскаше в рова всички, които беше заловил живи, и хвърляше пръст, докато изпълни рова. Така мястото стана общ гроб. След като разруши крепостните стени, той се завърна в Мизия, като отпразнува деня с такива жертви и кървави помени.“ В края на 1201 г. между България и Византия започват преговори за мир, който е сключен в началото на 1202 г.

А по-късно Георги Акрополит пише: „Той отмъщавал прочее, както казва, за злините, които император Василий извършил спрямо българите. И като казвал, че Василий се нарекъл Българоубиец, себе си назовавал Ромеоубиец“.

СДС-Варна, с основна заслуга за издигането на паметник на Цар Калоян в морската столица

Идеята за издигане на паметник на цар Калоян принадлежи на адмирал Христо Контров, подкрепен в общинския съвет на Морската столица от групата на СДС. Първите дарители за построяване на монумента са председателят на СДС-Варна Д-р Янко Станев, Даринка Божинова и др. Близо 140 хиляди лева са събрани от дарения, като паметникът на Цар Калоян във Варна е единствен в България. Подготовката за изработване и поставяне на паметника започва през 2007 г. Автори на цялостния облик на монумента са скулпторите Борис Борисов, Константин Константинов и арх. Милен Маринов.

През 1201 година България, под управлението на цар Калоян, е във възход. По това време силната крепост Варна е владение на Византия. Тя е на важно стратегическо място и представлява заплаха за българската държава. Крепостта е защитена от морето от една страна, и от ров от другите три страни.
Цар Калоян обсажда Варна от 3 страни.

След тридневни обсадни действия на 24 март 1201 г. войските на Калоян овладяват крепостта Варна и тя окончателно е присъединена към България. За овладяването на Варна (важна византийска крепост с гарнизон, съставен от подбрани войски, в това число и рицарски дружини) Калоян използва многоцелева бойна техника.

През 1201 г. цар Калоян с изненадващи удари успява да превземе последователно крепостите Констанция (при днешния Симеоновград) и Варна - последния византийски бастион в Северна България. Тогава Варна е защитавана от многоброен гарнизон, набран от западни наемници, които се славели като „най-храбрите" сред ромейската войска.

Войските на цар Калоян построяват обсадна машина, която на широчина била колкото външния ров, а на височина стигала крепостните стени. С нея българските войски постигат две цели – те я използват едновременно като мост над рова и като стълба до зъберите на стената.

На третия ден от обсадата войските на цар Калоян нахлуват в града и над Варна се развява знамето на българския владетел.

В края на 1201 г. между България и Византия започват преговори за мир. Мирът е сключен в началото на 1202 г.

Огромната месингова статуя на конника е излята в София и транспортирана до Варна. Цялото количество метал е дарено от Министерство на отбраната под формата на претопени гилзи от патрони.

Конната статуя на цар Калоян е класическа, представяща триумфа на българския владетел над византийския гарнизон, бранещ Варна. Фигурата е ориентирана с лице на запад и представя царя с бойни доспехи, вдигнал с дясната си ръка меч. Общата височина на постамента и статуята е 8 метра.

По четирите стени на мраморната основа се наблюдава и украса от бронзови релефи, изобразяващи няколко от значимите момента в управлението на цар Калоян.

В хронологичен ред е изобразено превземането на Варна от българските войски през 1201 г. и победата на българите над кръстоносната армия край Одрин през 1205 г., както и залавянето на латинския император Балдуин Фландърски, който е отведен като пленник в Търновград.

Също така е представена и сцената на коронацията на Калоян от представителите на папа Инокентий ІІІ. Това е единственият български владетел, коронован за крал.

Паметникът е открит през декември 2008 г. с тържествен водосвет, отслужен от Варненския и Великопреславски митрополит Кирил (1954-2013 г.) в присъствието на множество граждани, чуждестранни дипломати и политици.