Началась общая сеча, не имевшая себе равных по упорству и кровопролитию. Она продолжалась почти четыре часа, «с шестого часа до девятого» (с 11 часов утра до 2 часов дня).
«Сошлись две силы великие надолго, — повествовал летописец, — и покрыли полки поле на десять верст от множества воинов, и была сеча ожесточенная и великая и бой упорный, сотрясение весьма великое: от начала мира не бывало у великих князей русских, как у этого великого князя всея Руси. Когда бились они с шестого часу до девятого, пролилась, как дождевая туча, кровь обоих — сыновей русских и поганых; пало бесчисленное множество трупов мертвых: много русских побито было татарами и Русью татар, падал, труп на труп, и падало тело татарское на тело русское. В другом месте видно было, как русин гнался за татарином, а татарин тот настигал; смешались и перемешались, каждый ведь своего противника стремился победить».
Летописцу вторит автор «Сказания о Мамаевом побоище», добавляя красочные детали: «Крепко сражались, жестоко друг друга уничтожали, не только от оружия, но и от великой тесноты под конскими копытами умирали, потому что нельзя было вместиться на том поле Куликовом: то место между Долом и Непрядвою было — тесным. Выступили из полков кровавые зори, а в них сверкали сильные молнии от блистания мечей. И был треск великий и шум от ломающихся копий и от ударов мечей, так что нельзя было в тот горький час обозреть это грозное побоище. Уже многих убили, многие богатыри русские погибли, как деревья приклонившись, точно трава от солнца усыхает и под копыта подстилается…»
Ордынцы несколько раз прорывали фронт большого полка, даже достигали великокняжеского знамени. По словам летописца, они «стяг великого князя подсекли и наперстника его любимого Михаила Андреевича Брейка убили, и многих князей, и воевод, и бояр, и слуг бесчисленное множество убили». Но прорвавшиеся ордынские отряды погибали, русский строй снова и снова смыкался перед центром войска Мамая, и «вновь укреплялся стяг». Большой полк выстоял, несмотря на значительные потери. Стойко сражались владимирские и суздальские рати, умело руководил боем тысяцкий Тимофей Вельяминов, ставший героем Куликовской битвы.
Не удалось ордынцам прорвать и строй полка правой руки. Левое крыло Мамая, противостоявшее этому полку, оказалось прочно связанным боем и не смогло принять участие в прорыве на другом фланге. Полк правой руки до конца выполнил свой долг.
Потерпев неудачу в центре и на одном из флангов, Мамай перенес главный удар на русский полк левой руки. Замысел ордынского полководца состоял в том, чтобы, сосредоточив против полка левой руки большие силы за счет общего резерва, обойти русский большой полк, прижать его к обрывистому берегу Непрядвы и уничтожить.
Местность перед полком левой руки была более удобной для действий конницы. Верховья речки Смолки пологие, отсюда легче было прорваться к устью Непрядвы, к переправам и бродам через Дон. Если бы замысел Мамая удался, главные силы русского войска попали бы в западню. Как опытный полководец, Мамай правильно наметил направление главного удара, сосредоточил на этом направлении превосходящие силы за счет общего резерва, проявил настойчивость и упорство в достижении цели. И кто знает, чем бы закончилась Куликовская битва, если бы великий князь Дмитрий Иванович не предусмотрел этого маневра противника и не поставил заранее в Зеленой дубраве сильный засадный полк…
Страшным был удар правого крыла ордынского войска, подкрепленного резервными тысячами. Массы ордынской конницы обрушились на полк левой руки, который под их натиском начал медленно отступать, обнажая фланг большого полка. Одновременно Мамай продолжал атаки и с фронта, чтобы не дать возможности воинам большого полка оказать помощь гибнувшему полку левой руки. «И уже восьмой лас прошел, и девятый настал, всюду татары одолевали», — печально замечал летописец.
Большой полк, неся значительные потери, отбивался теперь с фронта и с левого фланга. В сражение был введен частный резерв, стоявший ранее позади большого полка, во главе с князем Дмитрием Ольгердовичем. Он помешал ордынской коннице выйти в тыл большого полка. По положение оставалось крайне опасным. Часть ордынской конницы, преследуя уцелевших воинов полка левой руки, все дальше пробивалась к устью Непрядвы, другая часть продолжала атаки на фланг большого полка. Наступил критический момент — преимущество ордынцев становилось очевидным. «Татары отовсюду зашли, — писал летописец. — окружили христиан, потому что оскудели христиане, но везде татарские полки, уже мало христиан, а все татары…»