Со второй половины 1370-х гг. заметно возрастает степень сопротивления князя Дмитрия Орде, московские дипломаты ведут себя все активнее при ханском дворе, ловко пользуясь противоречиями между различными группировками ханов, а московские воеводы более не страшатся выходить навстречу ордынцам. Хотя в одном из первых крупных столкновений с Ордой (на реке Пьяне в 1377) московская рать потерпела поражение, уже на следующий год Дмитрий сумел разбить на реке Воже (притоке реки Оки) войско мурзы Бегича, впервые выиграв у монголов сражение в открытом поле.
Итогом этой борьбы и самой яркой ее страницей стала победа в битве на Куликовом поле 1380 г., за которую Дмитрий был прозван «Донским», и как герой этой битвы вошел в русскую историю. Позже литературные произведения, поэма «Задонщина» и «Сказание о Мамаевом побоище», описали ряд эпизодов этого события, ставших хрестоматийными (несмотря на то, что часть их не имеет исторической основы). В них московский князь предстает доблестным и в то же время благочестивым и скромным витязем, окруженным опытными советниками и преданными слугами. Он получает благословение на поход у Сергия Радонежского и берет с собою двух принявших схиму бояр-воинов. Собирает ополчение почти со всей Руси, уверенно ведет его к Дону и переправляется через него после совета с князьями. Дмитрий тщательно готовит битву, расставляя полки, объезжая ночью вместе с воеводой Боброком поле будущего сражения, строит предположения о его исходе. В самой битве князь предпочитает участвовать неузнанным, как простой воин, желая разделить судьбу всего войска, и в результате получает множество ран. Народное сознание стремилось видеть в Дмитрии мученика и неохотно мирилось с тем, что князь вообще остался жив (вместо него принимает смерть один из ближних бояр, стоявший в княжеской одежде под главным стягом). В позднейшем фольклоре отсутствие у Дмитрия мученического венца вызывало удивление и даже известное сожаление, о чем прямо говорится в духовном стихе «Дмитровская суббота»:
Добытая кровью победа не была окончательной: Дмитрию Ивановичу пришлось еще увидеть свой город разгромленным и сожженным войском Тохтамыша (1382). Однако он постарался свести счеты с врагами, нанеся сильный удар по Рязани, которая способствовала внезапному появлению Тохтамыша под Москвой. Мир с князем Олегом Ивановичем был заключен только в 1385 г., когда сын Олега, Федор, женился на дочери Дмитрия — Софье.