Поднялась Русь. Шли князья со своими дружинниками, шли народные ополчения, набиравшиеся из крестьян и «черных людей» городов. Подъем и воодушевление царили в русском войске. Старинное сказание о Куликовской битве – «Задонщина» говорит: «В Москве кони ржут, звенит слава по всей земле русской, в Коломне трубы трубят, в Серпухове бубны бьют, на берегу Дона знамена стоят, в Новгороде гудит и зовет вечевой колокол». Благословение и напутствие получил Дмитрий от почитаемого на Руси настоятеля Троице-Сергиевого монастыря Сергия Радонежского. По преданию, дал Сергий князю и двух своих иноков Пересвета и Ослябю.
Русь готовилась к бою. Дмитрий Иванович прежде всего собрал сведения о врагах. Из показаний пленного татарина стало известно, что Мамай не спешит, поджидая осени, когда к нему присоединится Ягайло, так как без литовцев напасть на Москву он не решался. В Москве на совещании князей и воевод было решено предупредить соединение войск литовского князя Ягайло с Мамаем, бить врага по одному. А для этого необходимо было немедленно выступить навстречу татарам. И 26 августа 1380 года русские войска вышли из Коломны и двинулись к Оке, а пятого сентября недалеко от устья Непрядвы первые отряды русских вышли к Дону. Из сообщений разведчиков Дмитрий узнал, что Мамай в ожидании войск Олега и Ягайло стоит у Кузьминой гати. Надо было решать вопрос, где и когда дать бой Мамаю, переправляться на правый берег Дона или ожидать татар, оставаясь на левом берегу. Более осторожные князья советовали не ходить за Дон, так как путь к отступлению будет отрезанным. Другие же, более решительные, настаивали на переправе, считая, что русские войска, имея за собой Дон и не имея возможности спастись бегством, будут лучше биться. Дмитрий же разрешил спор такими словами: «Братья, лучше честная смерть, чем позорная жизнь, лучше не идти против безбожных татар, чем, пришедши и ничего не сделав, возвратиться обратно; пойдем немедленно все за Дон и там сложим свои головы за святую церковь, за православную веру, за наш народ».
Для сражения Дмитрий выбрал по ту сторону Дона холмистое поле, перерезанное оврагами и реками с крутыми и обрывистыми берегами: Непрядвой, впадающей в Дон, Смолкой, Курцей и Нижним Дубяком. Посередине поля было болото, где водилось много куликов, оттого и поле звалось Куликовым. Сравнительно небольшое Куликово поле не давало возможности татарам применить свою излюбленную тактику обхода с флангов массами конницы: этому препятствовали реки и перелески. Татары должны были применить непривычную для них атаку с фронта, что ставило русских в выгодные условия. В ночь с 7 на 8 сентября, пользуясь мглой и туманом, русское войско переправилось через Дон и с утра стало выстраиваться в боевой порядок. Войско Мамая находилось в 7–8 верстах от Куликова поля.
До Куликовской битвы русская рать обычно делилась на три полка: «большой» полк, полк «правой руки» и полк «левой руки». Здесь же Дмитрий применяет иное расположение войск. Полк «правой руки» занял правый фланг и подошел к овражистым, лесистым берегам р. Нижний Дубяк. Полк «левой руки» занял боевые позиции у р. Смолки. Впереди был расположен «передовой полк», в состав которого вошли московская пешая рать Вельяминова и «сторожа» Семена Мели-ка. «Передовой полк» почти целиком состоял из пехоты. За передовым полком стоял «большой» полк под командованием самого Дмитрия Ивановича и московского воеводы Тимофея Васильевича Вельяминова. Еще дальше в глубине боевого порядка расположились резервы во главе с Дмитрием Ольгердовичем. В тылу, слева, спрятанный в засаде в Зеленой Дубраве, расположился «западной (засадный) полк» Владимира Андреевича Серпуховского и боярина Дмитрия Михайловича Боброка – Волынца.
Перед сражением князь Дмитрий объехал ряды воинов и обратился к ним с такими словами: «Кто из нас жив будет – блюдите Родину! Кто падет – о вдовах и сиротах не печальтесь, живые из нас опекут их. А я, коли паду, поручаю вам блюсти свечу великого нашего дела – укрепления Руси. Хранитель той свечи – пламень!»