События конца 50-х - начала 70-х гг. показали, что соотношение сил изменилось и судьбы владимирского престола решаются теперь на Руси, а не в Орде. Дмитрий собрал силы для открытого противоборства с поработителями. Война с Тверью окончательно развязала ему руки. Недаром перед самым началом войны с Тверью, в ноябре 1374 г., в Переяславле Залесском состоялся съезд князей и бояр всей страны. Как предполагают, на нем и было решено вступить в решительную борьбу с Ордой.
В самой Орде с конца 50-х годов продолжались усобицы - "замятия великая". За 20 с небольшим лет на престоле сменилось больше 20 ханов. В условиях ослабления ханской власти многие ордынские "царевичи" и мурзы на свой страх и риск предпринимали многочисленные разбойничьи набеги на Русь. Но вместе с тем Орде было теперь труднее вмешиваться в политическую жизнь Руси. Однако в середине 70-х годов усобицы приостановились. Темник (начальник тумена) Мамай захватил власть и стал фактическим правителем Орды, ставя и свергая ханов по своему усмотрению. Мамай сумел отчасти восстановить военное могущество Орды.
Итак, теперь сплотившаяся вокруг Москвы Русь и преодолевшая усобицы Золотая Орда стояли друг перед другом. Столкновение было неизбежно.
Первое время стороны еще как бы прощупывали друг друга. В 1375 г. войска Мамая совершили набеги на юго-восточную часть Нижегородского княжества и на г. Новосиль в юго-западной части страны. В начале 1377 г. совместная московско-нижегородская рать во главе с московским воеводой Дмитрием Боброком Волынским напала на ордынский город Булгар (южнее Казани). Ордынские войска потерпели поражение и уплатили большой выкуп. В Булгаре были оставлены русские должностные лица. Впервые не Русь платила дань Орде, а ордынские князья Руси.
Летом того же 1377 г. стало известно, что хан Араб-шах (на Руси его называли Арапша) готовится напасть на Нижний Новгород. Ему навстречу вышло объединенное русское войско (москвичи, нижегородцы, владимирцы, муромцы, ярославцы и т. д.). Арапша где-то задержался, в войсках началось разложение: князья, воеводы и воины беспечно охотились, пьянствовали, оружие и доспехи держали в обозе. Однако вместо Арапши внезапно появились, очевидно, войска самого Мамая и нанесли русскому войску у берегов реки Пьяны жестокое поражение. "По истине за Пианою пиани", - невесело каламбурит летописец. Враги двинулись дальше, без труда взяли оставшийся без защиты Нижний Новгород, сожгли его и разграбили.
Тяжелое поражение не изменило решимости Дмитрия бороться с Ордой. Когда на следующий год Мамай решил закрепить успех и отправил на Русь большое войско мурзы Бегича, Дмитрий лично возглавил силы для отпора. На реке Воже в Рязанской земле ордынская рать потерпела полное поражение: ордынцы, бросив множество убитых и свои походные шатры, под покровом темноты бежали.
Мамаю было необходимо взять реванш за Вожу. Иначе иго бы пало. Поводом для похода стало требование увеличить дань.
В войска Мамая, по разным данным, входило от 100 до 250 тыс. человек: не только ордынцы, но и рати из подчиненных Орде народов Поволжья и Северного Кавказа и даже наемники из генуэзских колоний в Крыму. Союзниками Мамая считались великий князь литовский Ягайло и рязанский князь Олег Иванович. Они были ненадежными союзниками. Ягайло с опаской относился к усилению Москвы: ведь под угрозой могли оказаться западнорусские земли, вошедшие в состав Великого княжества Литовского. Но и победа Мамая не сулила ему ничего хорошего. Для Ягайла выгодно было, чтобы Москва и Орда взаимно обескровили друг друга. Вынужденно обещал помогать Мамаю Олег Рязанский: ведь его княжество было как раз на пути из Орды на Русь, на него всегда обрушивался первый, самый страшный удар врага. Союз с Мамаем был лишь средством спасти княжество от погрома. Однако именно Олег, этот "союзник" Мамая, первым сообщил Дмитрию о приближении ордынского войска и о пути его движения.
Мамай шел на Русь "во мнозе силе", но и войско Дмитрия было необычно большим. Известия о его составе противоречивы. Несомненно, что, кроме воинов из великого княжества Владимирского и Московской земли, под знаменами Дмитрия Ивановича были воины из Ростова, Ярославля, Мурома, расположенных в верховьях Оки северских княжеств. Братья Ягайла - Андрей Полоцкий (княжил в Пскове) и Дмитрий Трубецкой (княжил в Брянске), вероятно вместе с дружинами из Полоцка и Трубчевска, вошли в состав войск Дмитрия Ивановича. По некоторым данным, в битве участвовали на стороне Руси воины из Литвы - "литовские паны". Не было ратей суздальского-нижегородских князей, ослабленных поражением на Пьяне, не прислал войск тверской князь, хотя один из удельных князей Тверской земли - холмский, видимо, участвовал в битве. Недостаточно достоверны встречающиеся в поздних источниках сведения об участии в ополчении новгородцев. Но все же под стягами Дмитрия собрались воины из большей части Руси. Войско включало не только дружинников-феодалов, но и народное ополчение. По словам летописца, "от начала бо такова сила русская не бывала".
В Коломне московские войска соединились с остальными дружинами и двинулись навстречу Мамаю, к Дону. Дмитрий стремился вступить в соприкосновение с Мамаем до того, как к нему подойдут союзники. Вероятно, Ягайло и Олег Иванович не торопились и сами. Во всяком случае, в битве они не участвовали.
7 сентября 1380 г. на берегу Дона состоялся военный совет. По предложению Дмитрия, было решено переправиться на противоположный берег Дона и там принять бой. Тогда в случае поражения путь к отступлению был бы отрезан: ведь переправа в боевой обстановке почти невозможна. Таким образом, русское войско было готово сражаться до последнего. В ночь с 7 на 8 сентября по быстро наведенным мостам полки переправились через Дон, на Куликово поле возле впадения в Дон реки Непрядвы.
Противоречивость источников в изображении подробностей битвы привела к спорам относительно конкретного ее хода. Нет единого мнения даже в том, на каком - правом или левом - берегу Непрядвы разыгралось сражение. Поэтому представить его себе можно лишь в общих чертах.
Обычное расположение русских войск на поле боя включало 6 полков; авангард (передовой и сторожевой полки), центр (большой полк), фланги (полки правой и левой руки) и засада (засадный полк). Используя утренний туман и лесные заросли по краям поля, Дмитрий сумел укрыть засадный полк. Сначала ордынцам удалось уничтожить передовой и сторожевой полки, затем они направили свои удары на большой полк и полк левой руки. Тем самым Мамай подставил незащищенный фланг под удар русскому засадному полку. Его воины во главе с воеводой Дмитрием Боброком Волынским и Владимиром Андреевичем Серпуховским внезапно появились из засады. Свежие войска встретились с уже обескровленными и усталыми воинами Мамая. Это решило исход сражения. Ордынцы не выстояли и бежали с поля боя. После этой битвы московский князь Дмитрий был прозван Донским.
Куликовская битва, казалось, должна была покончить с ордынским игом. Однако получилось иначе. Скомпрометированного тяжелым поражением Мамая сверг с престола Тохтамыш, один из потомков Чингисхана, правивший в Средней Азии. Мамай бежал в Крым и был там убит. Тохтамыш потребовал от русских князей дани: он утверждал, что на Куликовом поле проиграла битву не Золотая Орда, а узурпатор Мамай. В самом деле, темник Мамай, хотя и породнившийся с Чингизами, не принадлежал к ханскому роду, следовательно, незаконно захватил власть. Сопротивление ему с точки зрения средневекового сознания было оправдано. Иное дело - Тохтамыш, законный наследник владык Золотой Орды. Это обстоятельство внесло определенный раскол в среду князей, к тому же недовольных возвышением Дмитрия Ивановича. Все эти обстоятельства сильно затруднили организацию отпора Тохтамышу, который в 1382 г. двинулся походом на Русь. Суздальско-нижегородские князья, опасаясь за свою судьбу, присоединились к нему. Дмитрий Донской отправился собирать войска, но Тохтамыш дошел до Москвы раньше. Митрополит Киприан, великая княгиня и многие бояре бежали. Оборону города взяли в свои руки сами москвичи. К этому событию относятся первые сведения о применении на Руси огнестрельного оружия - крепостных пушек ("тюфяков").