Великий князь Дмитрий Иванович, конечно, понимал всю опасность движения между литовскими и рязанскими силами. Только хорошая организация разведки могла предотвратить неожиданное нападение с правого или левого фланга, со стороны Литвы или Рязани. И великий князь, переправившись через Оку, «отпустил третью стражу избранных витязей, чтобы встретились с татарскими сторожевыми в степи: Семена Мелика, да Игнатия Креня, да Фому Тынину, да Петра Горского, да Карпа Олексина, Петрушу Чурикова и иных бывалых людей 90 человек». Разведка была задумана на большую глубину, до встречи с основными ордынскими силами. «Избранному боярину и крепкому воеводе» Семену Мелику было приказано «своими очами увидеться с татарскими полками». Разведывательные отряды были разосланы и в стороны Литвы и Рязани.
Точный маршрут, по которому двигалось русское войско на Мамая, определить трудно. По летописям известно только общее направление движения: от устья Лопасни к верховьям Дона. Дмитрий Иванович намеревался встретить Мамая где-то на Муравском шляхе, обычной дороге ордынских набегов. Этот шлях проходил через верховья Дона к городу Туле. На Муравском шляхе и лежало Куликово поле. И Дмитрий Донской выбрал это место для генерального сражения.
4 или 5 сентября русские полки пришли «на место, называемое Березуй, за тридцать три версты от Дона». Здесь к Дмитрию Ивановичу присоединились со своими полками Ольгердовичи, братья великого литовского князя Ягайло — Андрей и Дмитрий. Автор «Сказания о Мамаевом побоище» подробно рассказывает, как «князь Андрей Полоцкий и князь Дмитрий Брянский Ольгердовичи», обменявшись тайными посланиями, решили присоединиться к Дмитрию Ивановичу. Они обошли войско Ягайло через «Северу» (область Путивля и Брянска) и «нагнали великого князя на этой стороне Дона, на месте на Черном, на Березае», «силы с ними пришло 46 000 кованой рати». Конечно, численность войска Ольгердовичей значительно преувеличена автором «Сказания» (сам Ягайло имел не более 30 тысяч), но «кованая», т. е. одетая в латы, рать новых союзников Дмитрия Ивановича сыграла важную роль в Куликовской битве. Кроме того, открытый переход на сторону Москвы братьев Ягайло заставил последнего быть осторожнее. Примеру этих Ольгердовичей могли последовать другие литовские князья, относившиеся с симпатией к Руси. В тылу у Ягайло было явно неспокойно, и прибытие в Березуй полоцкого князя Андрея и брянского князя Дмитрия подтвердило это.
На Березуе великий князь Дмитрий Иванович получил точные сведения о местоположении войска Мамая и его действиях. В великокняжеский стан «приехали тогда двое из сторожевых, Петр Горский и Карп Олексин, и привели знатного пленника, из сановников царева двора. Тот пленник поведал: «Уже царь на Кузьмине гати стоит, но не спешит, ожидает Ягайло Литовского и Олега Рязанского, а о твоем войске царь не знает, не ждет и встречи с тобой, а после трех дней будет он на Дону». Вести были чрезвычайно важные. За три оставшихся для русские полки могли спокойно дойти до Дона и приготовиться к сражению.
Осторожно, непрерывно «вести переимая» от сторожевых отрядов, русское войско двинулось к Дону. Оно шло но левому, более безопасному берегу реки, так как Мамай, но сведениям сторожей, кочевал со своими главными силами на другом берегу Дона; выдвижение русского войска к месту битвы прикрывала река. А со стороны Рязани походные колонны Дмитрия Ивановича прикрывала другая река— приток Дона Большая Тобола. Втягиваясь в междуречье Дона и Тоболы, русское войско направлялось к Куликову полю.
Весь поход от Коломны до Дона протяженностью 190 км, включая стоянку у устья Лопасни и в Березуе, занял 11 дней. Великое искусство полководца заключалось в том, что русское войско беспрепятственно пришло в намеченный пункт, не растратив сил по пути, и успело занять выгодную позицию раньше противника. В выборе места боя Дмитрий Иванович диктовал Мамаю свою волю.
Утром 6 сентября передовые русские полки вышли к Дону неподалеку от устья реки Непрядвы. Стан русских был разбит у впадения в Дон речки Себинки, близ современного села Себино. Здесь, у Дона, произошло событие, оказавшее большое влияние на исход сражения с Ордой: в последний момент главные русские силы догнала пешая рать, которую так ждал Дмитрий Иванович. По словам летописца, к Дону «пришло много пешего воинства», «люди многие и купцы со всех земель и городов» — тысяцкий Тимофей Вельяминов выполнил поручение великого князя, дождался на Лопасне прихода пешцев и успел привести их к Дону накануне сражения.