Если бы русские полки остались на левом берегу Дона, в случае неудачного исхода боя они смогли бы отступить, однако Мамай получил бы возможность соединиться с Ягайлой, находившимся уже совсем близко. Чтобы не допустить их соединения, необходимо было переправиться на правый берег, и в этом случае оставшийся за спиной Дон не оставлял русским воинам иного выбора, кроме как победить или умереть. Именно это решение и принял Дмитрий в ночь с 7 на 8 сентября: «А князь велики повеле мосты мостити чересъ Донъ и бродовъ пытати въ нощи, а в утре въ суботу, на праздникъ Рожества святыя Богородица, сентебря 8, повеле воемъ своимъ преити за реку и поити въ поле. Бе же и мъгла тогда велика, потомъ же мъгла уступи, тогда преидоша вси за Донъ; бе же множество бесчислено вои, яко и земли двизатися, и выидоша въ поле чисто на усть реки Непрядвы, исполчився»253.
8 сентября 1380 г. состоялось историческое сражение: «И яко бысть въ 6 часъ дни, начаша появливатися оканнии Татарове въ поле чисте и исполчишася противу хрестьянъ; бе же обоихъ многое множество; и соидошася обе силы великия, покрыша поле яко на 13 връстъ. И бысть сеча велика и брань крепка, и трусъ великъ зело, яко не бывала отъ начала бо княземъ Русскимъ; и бишася отъ шестаго часа до девятаго, и прольяся кровь, яко дождевная туча, и паде множество трупу обоихъ. При часи же девятомъ призри Господь милостивымъ окомъ на родъ хрестьяньскии… И тако въскоре побегоша погании, а хрестьяне погониша въследъ ихъ, бьюще, и гониша, биюще, Мечи реки, а княжи полци до Содомлянъ и до становъ ихъ, и взяша все богатьство ихъ и стада, избиша ихъ многое множество, а инии истопоша»254.
Дмитрий Иванович героически бился во главе своего войска: «Самому же великому князю доспехъ весь обитъ бе, на телеси же его не бе никакия раны, а бися въ лице съ Татары на прьвомъ суиме. О семъ бо князи воеводы глаголаху ему: „господине, не стався напередъ, но назади или на крыле, или въ опришнемъ где месте“. Онъ же рече: „да како азъ възглаголю: братие, потягне [мъ] съ единого, а самъ лице свое почну крыти или хоронитися назадъ? но якоже хощу словомъ, тако и деломъ предъ всеми главу свою сложити за хрестьяне, да прочии, видевше то, да приимуть дръзость“. Да якоже рече, тако и сътвори: би бо ся, напередъ ста всехъ, и бе одесную его и ошюю его множество битыхъ, а самого кругъ оступиша обаполъ, яко вода многа, и многа ударения приятъ по главе и по всему телу, но Богъ соблюде и отъ всехъ»255.
Ягайло, находившийся от места битвы на расстоянии примерно одного дня пути, узнав о разгроме Мамая,