Русское войско стало более гибким и легко управляемым в бою, осуществляло сложные маневры и перестроения. Каждая часть войска имела свои определенные задачи. В составе русского войска был передовой полк, большой полк, полки правой и левой руки, засадный полк. Выделение постоянного засадного полка было новинкой в тактике. Засадный полк, наносивший удар в решающий момент, часто решал исход сражения. В походе русское войско сохраняло расположение полков, удобное для предотвращения внезапных нападений и развертывания в боевой порядок. Впереди, на расстоянии нескольких переходов, двигался передовой (сторожевой) полк, который в свою очередь высылал далеко вперед и в стороны конные сторожевые разъезды. Следом за передовым полком шли главные силы: полк правой руки, большой полк и полк левой руки. Замыкал походную колонну засадный полк.

Перед битвой впереди рассыпались воины передовой стражи с луками и стрелами, которые первыми вступали в бой. Они встречали татарскую конницу ливнем стрел, сбивали ее первый натиск. Конные лучники передовой «сторожи» соперничали с прирожденными конными воинами-татарами в уменьи владеть луками и в быстрых, стремительных атаках. Передовая «сторожа» надежно прикрывала остальные полки от неожиданного нападения.

Позади выстраивался шеренгами передовой полк. Этот полк завязывал бой и сдерживал врага, пока не определялось направление главного удара. Под прикрытием передового полка остальные полки делали последние перестроения. Засадный полк обычно до начала боя прятался в удобном месте и наносил удар в решающий момент.

Такое построение русского войска выдержало проверку в битвах с немецкими рыцарями, с литовскими феодалами, с монголо-татарскими завоевателями. Оправдало себя такое построение войска и в знаменитой Куликовской битве.

Основой вооруженных сил Руси были многочисленные и хорошо вооруженные московские полки. Московские воеводы и сам великий князь имели большой боевой опыт. Достаточно сказать, что с 1363 по 1385 г. великий князь Дмитрий Иванович провел десять больших походов. В отличие от рыцарских армий феодальной Европы в русском войске была сильная пехота, о сомкнутый строй которой разбивались атаки ордынской конницы. Тесное взаимодействие в сраженьях пехоты и конницы обеспечивало русскому войску успех — пехота ордынцев была слаба, попытки Мамая ликвидировать этот недостаток привлечением наемников не удались. Великий князь Дмитрий Иванович московский хорошо подготовил войско к решающей битве.

Ордынские ханы хорошо понимали, что восстановить покорность Руси можно только путем нового нашествия, и мечтали о повторении «Батыева погрома». Однако организовать нашествие большими силами им удалось не скоро — мешали внутренние распри в Золотой Орде, кровопролитные междоусобные войны между претендентами на ханский престол. Только в конце 70-х годов XIV столетия эти распри на время прекратились. Власть захватил темник Мамай, который, по словам летописца, «многих царей и князей избил и поставил себе царя (т. е. хана) по своей воле». Утвердившись в Орде, Мамай начал готовить большой поход на Русь. Планы правителя Золотой Орды были грандиозными: Мамай «вознесся в уме гордостью великою и хотел как второй царь Батый быть и всю землю Русскую пленить». Мамаю удалось собрать сильное войско, в состав которого входили не только татары, но и военные отряды соседних народов, нанятые специально для этого похода. По свидетельству летописца, Мамай «рати нанял бесермен и армян, фрязен (итальянцев), черкесов, ясов, буртасов». Общую численность полчищ Мамая историки определяют примерно в 300 тыс. воинов. По тем временам это была огромная армия, действительно превосходившая по численности войско хана Батыя. Видимо, Мамай понимал, что Русь являлась серьезным противником, и собрал все силы, бывшие в его распоряжении. Кроме того, Мамай заручился помощью Польско-Литовского короля Ягайло, который выступил к русским рубежам с большим войском. Перешел на сторону Мамая и рязанский князь Олег, боявшийся усиления Москвы.

Летом 1380 г. огромная орда Мамая переправилась через Волгу и двинулась к устью Воронежа. При первых же известиях об опасности великий князь Дмитрий Иванович начал «собирать воинства много и силу великую, соединяясь с князьями русскими и бывшими под ним князьями местными». Вот когда дали результат многолетние усилия Москвы по собиранию русских земель: князья сразу откликнулись на призыв Дмитрия Ивановича и направились с полками к столице.

Для того чтобы выиграть время и точно выяснить планы Мамая, великий князь направил к ордынцам опытного московского дипломата Захария Тютчева. Вскоре посол Тютчев «послал тайно скоровестника к великому князю на Москву», который сообщил, что Олег рязанский и Ягайло литовский «приложились к царю Мамаю».

Следом за посольством великий князь Дмитрий Иванович выслал в степь «крепкую сторожу», велев ей «под Орду ехать, языка добывать и истину уведать Мамаева хотенья». Вскоре следом выехала из Москвы и «вторая сторожа». Разведчики подтвердили, что «идет царь Мамай на Русь, соединившись с Олегом, князем рязанским, и с Ягайлом, князем литовским, и еще не спешит царь, но ждет осени, когда соединится с Литвою».

Обстановка прояснилась. Можно было спокойно собирать силы, так как в ближайшее время Мамай не собирался начинать вторжение. Вместе с тем было необходимо предупредить объединение ордынской и литовской ратей, чтобы разгромить их поодиночке. В Москву собирались рати из других княжеств и городов. «Пришли князья белозерские, крепкие и мужественные на брань, с воинами своими — князь Федор Семенович, князь Семен Михайлович, князь Андрей кемский, князь Глеб каргопольский и цыдонский и андомские князья. Также пришли ярославские князья со всеми своими силами — князь Андрей и князь Роман Прозоровский, князь Лев Курбский, князь Дмитрий ростовский и князья устюжские, и иные многие князья и воеводы со многими силами». Предстояло решить, куда двинуть собиравшееся войско. Считая наиболее опасным врагом Мамая, великий князь направил рати к южной границе, в Коломну. По свидетельству летописца, Дмитрий Иванович «повелел всем людям быть на Коломне месяца августа в 15 день».

По трем дорогам русские полки двинулись от столицы на юг. 25 августа великий князь Дмитрий Иванович прибыл в Коломну, где его уже ожидали полки из близлежащих городов. Здесь все русские рати были пересчитаны, разделены на пять полков для дальнейшего похода и битвы, в полки назначены воеводы. Летописец сообщал, что Дмитрий «собрал воинов своих 100 тысяч, кроме князей русских и воевод местных. Было всей силы и всех ратей 150 тысяч или 200 тысяч». Но полки продолжали прибывать. По свидетельству летописца, под Коломной собралось «400 тысяч воинства конного и пешего». Командовали полками 23 князя и воеводы. Видимо, эти цифры завышены, такого большого войска Русь во второй половине XIV в. собрать не могла. Советский историк академик Б.А. Рыбаков писал, что численность войска великого князя Дмитрия на Куликовом поле равнялась примерно 150 тысячам человек. Таким образом, у Мамая по-прежнему было численное превосходство, и решающую роль в предстоящей битве должны были сыграть полководческое искусство русских военачальников, вооружение и боевой дух войска.

К реке Воронежу, где, по сведению разведчиков, стояла орда Мамая, можно было идти двумя путями. Кратчайший путь проходил через Рязанское княжество, враждебное великому князю. Второй путь лежал в обход Рязани, по окраинным рязанским землям. Дмитрий Иванович выбрал второй путь и 26 августа покинул с войсками Коломну. Оку русские полки перешли 30 августа близ устья Лопасни (примерно в 65 км от Коломны). Этим маневром Дмитрий Иванович отрезал Мамая от литовских полков, которые уже подошли к городу Одоеву. В степь была выслана «третья сторожа». По словам летописца, «тогда же князь великий отпустил в поле под Орду избранного своего боярина и крепкого воеводу Семена Мелика и иных многих нарочитых и мужественных, чтобы встретились со стражей татарской и подали весть», а с главными силами «двинулся тихо к Дону, вести получая».