Według źródeł ruskich Dymitr starannie wybrał na pole walki stosunkowo wąski plac ograniczony rzeką i lasami, by uniemożliwić Mamajowi użycie typowej dla Tatarów taktyki oskrzydlających uderzeń jazdy. Rankiem 8 września ukryto w lesie obok pola walki pułk zasadzki dowodzony przez wojewodę Dymitra Bobroka Wołyńca. Przed samą bitwą Dymitr przebrał się w strój prostego żołnierza, a jego zbroję przywdział jeden z bojarów .
Bitwa thumb|upright=1.7|Pojedynek tatarskiego harcownika Czełubeja z Aleksandrem Pierieswietiem na polu bitwy Po starciu obu straży przednich, zakończonym sukcesem Tatarów, którzy zepchnęli ruskie pułki straży i przedni na siły główne, Mamaj wprowadził do walki większość swoich sił głównych. Uderzył na wojska moskiewskie na całej linii. Uderzenie na prawe skrzydło wojsk moskiewskich zostało odparte z dużymi stratami po obu stronach. W centrum Tatarzy po długiej walce, przebili się przez szyk wojsk moskiewskich, docierając do pułku wielkiego, dowodzonego przez samego księcia Dymitra, i wiążąc go walką. Na lewym skrzydle wojsk Tatarzy zdołali wykonać manewr obejścia i wyszli na jego tyły, powodując popłoch.