Михаил в третий раз призвал на Москву Ольгерда, который, однако, не имел удачи в битве при Лобутске на реке Оке в июле 1372 года, помирился с великим князем и отдал дочь свою за его двоюродного брата Владимира Андреевича.
Михаил снова поехал в Орду, получил ярлык на великое княжение. Но Дмитрий не подчинился, задарил посла и склонил его на свою сторону. Тем не менее, он поехал в Орду, предварительно сделав завещание, в котором распоряжался наследственными своими владениями, не упоминая о великом княжении. В Орде его приняли благосклонно.
Все детство и юность Дмитрия Ивановича прошли в борьбе за Владимирский великокняжеский престол. Несмотря на малолетство и неопытность великого князя, Москва вышла победительницей из борьбы. Московские бояре под руководством митрополита Алексия сумели сохранить своему княжеству первенствующее положение среди русских земель.
В 1374 году после смерти Василия Васильевича Вельяминова была упразднена должность московского тысяцкого, и управление городом целиком перешло к великому князю.
Великий князь Дмитрий Иванович летом 1375 года пошел на Тверь с ополчением многих князей, осадил город и принудил Михаила заключить договор, которым он навсегда отказывался от великого княжения. В том же году Дмитрий победил князя Олега Рязанского, с которым велись споры о межах, и выгнал его из города; но тот скоро возвратился и помирился с Дмитрием.
Смирив соседних сильных князей, великий князь мог смело начать действия против татар. В то смутное для Орды время разные царевичи, действуя от себя, нападали на Русскую землю. Их набеги иногда отражали, а иногда и они наносили русским ощутимые поражения. В 1377 году на Суздальскую область напал царевич Арапши (Араб-шах) из Синей Орды (между Каспийским и Аральским морями). Дмитрий послал войско на помощь тестю. По неосторожности русских князей ополчение их было разбито 2 августа на реке Пьяне. Затем татары разграбили Нижегородскую область и сделали набег на Рязанское княжество. Арапши провозгласил себя ханом Золотой Орды, но вскоре погиб.
В 1378 году татары сожгли Нижний Новгород, но московским войскам удалось разбить на реке Воже 11 августа посланного Мамаем мурзу Бегича. Таким образом, Дмитрий Иванович защитил своего недавнего врага князя Рязанского Олега.
В отмщение за это темник Мамай собрал большое карательное войско и в августе 1380 года двинулся на Русь. Дмитрий, приняв благословение от преподобного Сергия Радонежского, который отпустил на брань двух иноков, Ослябю и Пересвета, во главе объединенной русской рати численностью до ста тысяч воинов двинулся навстречу Мамаю.
Войска встретились за Доном при впадении в него реки Непрядвы, на Куликовом поле. С Дмитрием Ивановичем было много русских князей и два сына Ольгерда — Андрей и Дмитрий. Великий князь Литовский Ягайло вступил в союз с Мамаем, но к битве не поспел. Олег Рязанский изъявил покорность Мамаю. 8 сентября, в день празднования Рождества Пресвятой Богородицы, произошла знаменитая Куликовская битва, успеху которой способствовало преимущественно своевременное появление из засады отряда, под предводительством Волынского-Боброка и князя Серпуховского Владимира Андреевича. Дмитрий отличился не только как полководец, составив заранее план сражения, но и показал личное мужество. Татарское войско было разбито. Мамай погиб на обратном пути.
После долгих поисков на Куликовом поле Дмитрия наконец обнаружили едва живым. Панцирь и шлем его были целиком исколоты, иссечены и разбиты, но смертельных ран на теле не оказалось. Тяжело контуженного великого князя с трудом привели в чувство, посадили на коня, и он, превозмогая боль, появился перед войском.
Великая общая победа над вековым врагом, победа, нанесшая сильнейший удар Орде, сплотила русских людей, подняв их самосознание, и если на Куликово поле шли еще москвичи, владимирцы, ярославцы, нижегородцы и псковичи, то возвращались оттуда уже, прежде всего, русские люди. От Куликовской битвы многие историки ведут начало великой России и великорусской нации. За блестящую победу на Дону народ назвал князя Дмитрия Донским. Этой победой он окончательно закрепил за Москвой первенство в собирании русских земель.
В Орде явился хан Тохтамыш — ставленник Тамерлана. Он с большим войском в 1382 году пошел наказать Русь. Татары разорили Юрьев-Польский, Звенигород, Можайск, Боровск, Рузу, Дмитров. 23 августа началась осада Москвы. Неожиданное нападение заставило великого князя удалиться в Кострому. Москва была взята 26 августа, разграблена и сожжена.