К апрелю 1380 года противник Мамая Тохтамыш выходит к устью Дона, однако Мамай предпринимает поход на Москву с большим привлечением наёмников (в связи с большими потерями своих войск на Воже), прежде всего генуэзцев. Мамай планирует соединиться на южном берегу Оки с Ягайло литовским и Олегом рязанским. Когда Дмитрий выводит свои войска к Коломне, ему приходит требование Мамая восстановить выплату дани в тех размерах, что были при Узбеке и Джанибеке. Тогда Дмитрий отвечает отказом и выводит войска от Коломны за Оку с оставлением стратегического резерва в Москве, а затем и за Дон, ускоряя столкновение с одним только Мамаем. Эпизод с благословением русского войска Сергием Радонежским часть историков относят к битве на Воже, также некоторые убитые в Куликовской битве одновременно называются в качестве убитых в битвах на Пьяне и Воже.
После победы на Куликовом поле Дмитрий не продолжит поход вглубь степей (хотя на наличие у него такого плана указывает присутствие в его войске проводников-сурожан) из-за высоких потерь. При этом Мамай, вернувшись в Крым, собирает остаток сил для того, чтобы идти на Русь изгоном, но вынужден вывести это войско против Тохтамыша и терпит поражение. За грабёж возвращавшихся с Куликова поля обозов Олег вторично изгнан Дмитрием из Рязани, но в 1381 году по условиям мира, аналогичных миру с Михаилом Тверским 1375 года, признаёт себя младшим братом московского князя.
В условиях закрепления за Москвой роли центра консолидации русских земель и борьбы с Ордой митрополит всея Руси Киприан превращается в естественного союзника Дмитрия. В 1381 году Киприан прибывает в Москву. Тем временем в Литве к власти приходят сторонники антиордынского союза с Москвой во главе с князем Кейстутом, который признаёт влияние Москвы в Смоленске и в Верховских княжествах.
В 1386 году после нападений ушкуйников на земли по Волге Дмитрий Донской приводит войска из 29 волостей на расстояние 15 вёрст к Новгороду и получает от него контрибуцию 8 тыс. руб. в два срока (сумма в точности соответствует признанной Дмитрием задолженности по ордынскому выходу за 1381—82 годы; очевидно, Дмитрий хочет таким образом восполнить собранную в 1383—1384 годы с разорённой войной территории великого княжения и ушедшую в Орду сумму). После очередного конфликта с Рязанью заключён «вечный мир», скреплённый браком Фёдора Ольговича с дочерью Дмитрия Донского.
В 1388 году, незадолго до смерти Дмитрия Донского, имеет место конфликт с Владимиром Андреевичем Храбрым по вопросу наследования московского престола сыном Дмитрия Василием. Сначала Дмитрием арестованы серпуховские бояре, затем после обещаний