Но в массовом русском историческом сознании укрепилось представление о грандиозности битвы у Дона в 1380 г. Никогда еще Русь не выводила на брань такого числа воинов. Шли к Дону дружинники и ополченцы из многих русских земель. Правда, не было среди них тверских, рязанских и нижегородских полков, хотя не исключено, что отдельные жители этих земель в битве на Куликовом поле участвовали. Так, хотя Михаил Александрович Тверской не прислал своего войска, как требовал московско-тверской договор 1375 г., но кашинские и холмские отряды из Тверского княжества были в объединенном русском войске. А автором поэмы о Куликовской битве «Задонщины» был, вероятнее всего, в прошлом брянский боярин, а потом рязанский священник Сафоний, непосредственный очевидец сражения.
Дмитрия Московского и его двоюродного брата Владимира Серпуховского благословил на бой с татарами русский монах-подвижник, основатель Троицкого монастыря Сергий Радонежский. Его устами русская церковь впервые с момента установления зависимости русских земель от золотоордынских ханов одобрила открытую борьбу с ними. Наверное, поэтому так почитаема на Руси память св. Сергия. Два инока Троицкого монастыря — в прошлом бояре из Великого княжества Литовского и Русского — Пересвет и Ослябя отправились вместе с русским войском навстречу ордынцам. Благословение Сергия было очень важно для князя Дмитрия Московского. У него был конфликт с новым русским митрополитом Киприаном. Князь выгнал митрополита из Москвы, а митрополит наложил на Дмитрия анафему (проклятие).
Кровопролитное сражение случилось 8 сентября 1380 г. Помимо Дмитрия Московского план будущего сражения разрабатывали все князья и воеводы. По совету литовских князей перед битвой сожгли мосты через Дон, дабы ни у кого не было соблазна бегством спастись с поля боя. Очевидно, непосредственно битвой (по крайней мере в решающей ее завершающей стадии) руководили двоюродный брат Дмитрия Ивановича Московского Владимир Андреевич Серпуховской и воевода Дмитрий Боброк-Волынский. Он перешел из Великого княжества Литовского и Русского на московскую службу в 1360-х гг. Некоторые летописи называют его князем. За Боброка Дмитрий Московский выдал свою сестру Анну.
Русские полки построились традиционным для себя строем — орлом. Но при этом оставили в засаде в дубраве около трети войска. Это был неожиданно большой резерв. Им командовали Владимир Серпуховской и Боброк-Волынский. В центре стоял большой полк, состоявший в основном из московских людей. Им командовал московский воевода Тимофей Вельяминов. Перед ним под предводительством князей Симеона Оболенского и Ивана Тарусского располагался передовой полк, а еще далее «сторожа» (разведчики) Семена Мелика. Полком правой руки состоявшем преимущественно из тяжеловооруженной пехоты брянской, полоцкой и прочих западно-русских земель командовал Андрей Ольгердович. Полком левой руки, из формирований разных русских земель, командовали князья Василий Ярославский и Федор Моложский.
Летописная повесть «Сказание о Мамаевом побоище» описывает и стяг, под которым выступали все русские силы. Это был красный (чермный) стяг с изображением Спаса Нерукотворного.
Бой начался поединком богатырей: монаха Александра из Троице-Сергиевой обители (в прошлом жителя Великого княжества Литовского и Русского, брянского боярина Пересвета) и ордынского богатура Челубея. Витязи насмерть поразили друг друга копьями. По преданию, на Куликовском поле сражался еще один монах Троице-Сергиева монастыря Андрей (в миру — брянский боярин Родион Ослябя). По одной версии, он тоже погиб, по другой — выжил и даже ездил позже с церковным посольством в Константинополь.
После поединка богатырей татарские всадники пошли в атаку. Они смяли русский Сторожевой полк. Великий князь Дмитрий сражался в доспехах простого воина в Передовом полку. Воины этого полка почти все пали. Дмитрия после боя с трудом нашли: князь лежал без сознания, придавленный срубленным в схватке деревом. Ордынцам вначале удалось прорвать левый русский фланг. Уверовав в скорую победу, ордынцы устремились в тыл Большому полку. Однако здесь им путь перекрыл перестроившийся Большой полк и резервные отряды.