В 1369 году Дмитрий уже сам пошел войной на Ольгерда и разгромил союзные ему Смоленское и Брянское княжества (война 1368–1375 годов Москвы с Тверью и Литвой). В ходе ее тверской князь несколько раз получал ярлык на великое княжение и объявлял себя „старшим“ среди русских князей, но в конечном счете верх одержал все-таки Дмитрий. Успех молодого московского правителя объяснялся мудрой поддержкой митрополита Алексия, помогавшего своему воспитаннику в деле объединения под его „рукой“ суздальских, нижегородских, серпуховских, городецких, белозерских, кашинских, стародубских, тарусских, новосильских, смоленских, ростовских, ярославских и новгородских ратей. В 1375 году Дмитрий разбил под Любутском литовское войско Ольгерда. Ордынская помощь Ольгерду вовремя не пришла, и Михаил Тверской, „видя изнеможение свое, понеже вся Русская земля возста на него“, просил вместе со своим зятем Ольгердом у Дмитрия мира. Договором 1375 года между Тверью и Москвой тверской князь низводился до положения „младшего брата“ великого князя московского, навсегда отказывался от притязаний на великое княжение и согласился на союз с Дмитрием против Золотой Орды.

В 1376 году Московское княжество утвердило свое влияние в Волжско-Камской Болгарии, начало переговоры с Великим Новгородом об урегулировании торговой деятельности. В результате этих переговоров Москва открыла свободный пропуск новгородских товаров в своей земле, заручившись согласием новгородцев в случае нового конфликта с Тверью стоять на стороне Москвы. В том же году в спорах о границах Московского и Рязанского княжеств Дмитрий вновь вышел победителем, разгромив под Скорнищевом рязанского князя Олега Ивановича.

В 1377 году на Суздальское княжество, где правил тесть Дмитрия, напал ордынский царевич Араб-Шах (Арапша). Спасая родственника, Дмитрий направил туда московское войско и тем самым первым из русских князей начал открытую борьбу с ордынцами. Однако первое столкновение с ними оказалось неудачным для русских: по преданию, ордынцы разбили упившихся русских воинов, не ожидавших нападения врага, и река, на которой они расположились лагерем, получила поэтому название „река Пьяни“. Вслед за тем татары опустошили нижегородские и рязанские земли, а царевич Арапша провозгласил себя ханом Золотой Орды.

В 1378 году Дмитрий, лично командовавший отрядом воинов, разбил на реке Воже большой отряд ордынцев под водительством татарского мурзы Бегича. Это была первая военная победа русского оружия над ордынцами, в ней также прославились воеводы Даниил Пронский и Тимофей Вельяминов.

Испугавшись усиления московского правителя, ордынский тёмник (командовавший „тьмою“ – 10 тысяч воинов) Мамай решил сломить возраставшую мощь Руси, усилить ее зависимость от Орды. Он собрал войско (100–150 тысяч), в которое, помимо монголо-татар, входили также отряды черкесов, осетин, армян, некоторых народов Поволжья, наемные отряды крымских генуэзцев, вступил в союз с литовским князем Ягайло и великим князем рязанским Олегом Ивановичем. Новое сражение с московским войском было назначено на конец лета. Получив известие об этом, Дмитрий объявил сбор всех полков в Москве и Коломне на 15 августа 1380 года.

8 сентября 1380 года в решающей для русских Куликовской битве, развернувшейся между реками Дон и Непрядва, московский князь Дмитрий Иванович разбил ордынское войско, за что и получил прозвище Донской. Два года после победы на Куликовом поле Москва не платила дани завоевателям, пока новый ордынский хан, Тохтамыш, пользуясь поддержкой рязанского князя Олега, указавшего обходные пути к Москве, не взял город в 1382 году. Дмитрий был извещен о наступлении Тохтамыша, но после Куликовской битвы Москва не смогла выставить крупного войска. Город весь сгорел, кроме каменного Кремля. Воспользовавшись ослаблением Москвы, тверской князь Михаил, „забыв“ клятву, отправился в Орду за ярлыком на великое княжение. Но Дмитрий Донской опередил его „покаянным посольством“ к хану. В Орде он отдал в заложники своего старшего сына Василия, поклявшись исправно платить дань. Ярлык на великое княжение остался за Москвой, после чего Дмитрий пошел войной на Рязань и разорил ее „пуще татар“. В 1385 году Дмитрий Донской и Олег Рязанский заключили мир.

В связи с возобновлением выплат дани ордынцам Дмитрий увеличил поборы с податного населения. Скудость казны заставила его обратить внимание на богатый Новгород и, найдя повод, начать в декабре 1386 года войну с ним. В начале января 1387 года московское войско подошло к Новгороду, но битвы не было. Новгородцы согласились выплатить единовременно большую сумму серебром и в дальнейшем платить особую подать („черный бор“) ежегодно в пользу Москвы.

За свое тридцатилетнее правление Дмитрий сумел стать признанным главой антиордынской политики в русских землях, собирателем русских земель („всех князей русских привожаше под свою волю“). Представление о политическом единстве Руси стало при нем совпадать с идеей сильной великокняжеской московской власти. Территория Московского княжества расширилась при Дмитрии за счет территорий Галича Мерьского, Белоозера, Углича, а также костромских, чухломских, дмитровских, стародубских и северных коми-зырянских (где была основана пермская епископия) земель. Поддерживая дружеские связи с православной Византией, Дмитрий добивался признания независимости русской православной церкви от Константинополя.

В самой Москве, кроме белокаменного Кремля, были возведены монастыри-крепости (Симонов, Андроников), прикрывавшие подступы к центру города. Взамен старого, „служилого“ принципа комплектации войска Дмитрий впервые в русской военной истории ввел новый (территориальный) принцип его формирования. Он оправдал себя в Куликовской битве. При Дмитрии в Москве была введена чеканка серебряной монеты – раньше, чем в других русских княжествах и землях. Культурную жизнь княжества времен Донского характеризует создание произведений, связанных с победой русского оружия (ставших позже основой „Сказания о Мамаевом побоище“ и „Задонщины“, прославлявших успехи русского оружия на Куликовом поле).

У Дмитрия Донского было 12 детей (8 сыновей, 4 дочери). В своей „Духовной“ (завещании) он передал великое княжение старшему сыну Василию – без санкции Золотой Орды, уже как „свою отчину“. Всем детям, в том числе сыновьям (Василию, Юрию, Андрею, Петру, Ивану и Константину), он завещал слушать во всем после его смерти мать, Евдокию Дмитриевну.

Умер 19 мая 1389 года, погребен в Москве в Архангельском соборе Кремля. Причислен к лику святых; день памяти – 19 мая (1 июня нового стиля). Житие рисует его идеализированно: крепок, высок, плечист, грузен („чреват вельми и тяжек собою зело“). По словам составителя жития, имел „дивный взгляд“, был „совершен“ умом. По свидетельству же современников, имел непростой характер: отвага в Дмитрии соседствовала с нерешительностью, храбрость – с готовностью отступать и подчиняться, ум – с бестактностью, прямодушие – с коварством. Образованностью князь не отличался, но был славен благочестием, незлобивостью и целомудрием „духовным“.

Имя Дмитрия Донского за несколько столетий стало символом русской воинской славы („во всех странах славно имя его“ – подчеркнул летописец). Образ его неоднократно вдохновлял живописцев (в частности, Корина, изобразившего князя на мозаике плафона станции „Комсомольская кольцевая“ Московского метрополитена, К. Васильева, П. Рашина и др.). В 2002 году учрежден орден „За служение Отечеству“ в память святого великого князя Дмитрия Донского и преподобного игумена Сергия Радонежского».