В 1397 году Витовт задумал колоссальную авантюру — он вознамерился присоединить к своим владениям часть провинций Золотой Орды, а также новгородские, псковские земли и Великое княжество Владимирское. Для этого он собирался возвести на трон Золотой Орды хана Тохтамыша. Тохтамыш обещал в случае успеха выдать Витовту татарский ярлык на все эти земли. Витовт передал хану-изгнаннику в кормление Лидский замок и начал готовиться к походу.
Во всех европейских дворах гонцы Витовта объявили о том, что великий князь планирует величайший поход всего христианского мира против неверных. Это сообщение произвело большой резонанс во всей Европе. Папа римский освятил проект литовского князя как крестовый поход.
К войску Великого княжества Литовского присоединились польские рыцари во главе со Спыткой Мелынтинским, полузависимые от Витовта господари Молдавии и Валахии. Даже Тевтонский орден прислал на помощь Витовту крупный отряд. Витовт пригласил участвовать в походе и зятя, Василия Московского. Но московский князь владел гораздо более полной информацией о настоящем военном потенциале Золотой Орды, поэтому предусмотрительно отказался от этой авантюры.
На одном из пиров в 1398 году литовские бояре провозгласили Витовта «королем Литвы и Руси». По сути, это означало фактическую ликвидацию как условий Кревской унии 1385 года, так и условий договора между Витовтом и Ягайлой в 1392 году. Однако окончательно решить этот сложный вопрос Витовт собирался уже после возвращения из похода против ордынцев.
К весне 1399 года в Киеве, где Витовтом был назначен общий пункт сбора, собралось большое войско — около 20 тысяч рыцарей и много артиллерии. В начале лета эта армия под командованием великого князя литовского двинулась к границам Золотой Орды. Московский летописец писал, что в походе Витовта участвовало 50 князей. Вместе с собой Витовт взял всю высшую знать Великого княжества Литовского, даже старших братьев — Андрея и Дмитрия, которым в это время уже исполнилось за семьдесят.
Безусловно, отправляясь в этот поход, Витовт переоценил собственные силы и недооценил могущество противника. Хану Тимур-Кутлуку, который свергнул Тохтамыша, подчинялась гигантская территория Золотой Орды от Причерноморья до Иртыша. Его поддерживал сам Тамерлан, властелин половины Азии.
Большое татарское войско ожидало европейских рыцарей на самой границе — на реке Ворскле. Хан Тимур-Кутлук начал переговоры, соглашаясь на большие уступки. На самом же деле он ожидал подкрепление — войско полководца Тамерлана — Эдигея. Витовт выдвигал все большие требования. Переговоры затягивались.
Но едва к татарскому войску прибыло подкрепление, как тон Тимур-Кутлука резко переменился. Отныне ни о каких уступках Великому княжеству Литовскому не могло идти и речи. Старые литовские полководцы, предчувствуя неизбежный разгром, предлагали Витовту отступить, заключив для приличия с татарами почетный мир. Однако польские рыцари посчитали это предложение позорным. Поляков поддержали молодые литовские рыцари. Витовт отважился на сражение.
Битва произошла на том самом поле, где спустя три с половиной столетия произойдет знаменитая Полтавская баталия между русскими и шведами. Артиллерия, на которую великий князь литовский делал главную ставку, оказалась неэффективной в полевых условиях. Уровень маневренности литовской артиллерии и мастерство бомбардиров оставляли желать лучшего.
В сражении на Ворскле войско Витовта было окружено превосходящими силами татар и разгромлено. В этом побоище был уничтожен цвет литовского и польского дворянства.
Тимур-Кутлук по следам отступающего Витовта дошел почти до Киева и, только получив большой выкуп, вернулся в свои владения. Попытка Витовта стать гегемоном всей Восточной Европы потерпела крах. Его политический престиж был сильно подорван. Великое княжество Литовское потеряло в этой авантюре почти всю свою армию. Теперь у Витовта уже не было сил для отделения от Польши. Наоборот, теперь литовский князь был заинтересован в более тесном союзе с Польским королевством.
Результатом похода Витовта в Причерноморье явилось переселение в Литву нескольких сотен семей татар — сторонников Тохтамыша и прочих беглецов из Орды. Литовский князь поселил основную массу татар в глубине своей державы — в окрестностях Тракая, Минска, Лиды и Узды. Татары-переселенцы получили земельные уделы на правах мелких дворян с обязанностью исполнять военную службу. Им, как мусульманам, запрещалось иметь в зависимости православную челядь. В дальнейшем литовские татары всегда составляли наиболее боеспособную часть армии Великого княжества Литовского.