Преимущество русского войска перед татарами заключалось не только в организации лучшей разведки, но и военной тактике, примененной русскими в этой исторической битве. Учитывая тактику флангового удара конницы, обычно применявшуюся татарами, русское командование создало ряд ударных групп, обеспечив в то же время себе резерв для решающего этапа боя. После 3-часового сражения инициатива боя перешла к русским. Татары, поражаемые с двух сторон, были разбиты, лишь небольшая часть татарского войска с Мамаем во главе спаслась бегством, но основная их часть пала на поле сражения во время битвы, часть была взята в плен при преследовании отступающих татар.
«Повесть о Мамаевом побоище» является основным, при этом единственным источником, при изучении вопроса разгрома орды Мамая на Куликовом поле, но она имеет тот недостаток, что ее авторов интересовала в первую очередь победа русских войск над Мамаем. Судьбу же самого Мамая и остатков его орды, бежавшей после поражения, по материалам «Повести» проследить нельзя. Очевидно, во время сражения было разгромлено основное ядро орды, сгруппировавшееся около Мамая. Об этом говорит хотя бы тот факт, что в источниках более не упоминается имя хана Тулук-Бека под знаменем которого Мамай шел на Куликово поле. Остальные лица из окруженцев Мамая разбежались кто куда и их нельзя было преследовать, поэтому по «Повести» остается не ясно, почему Мамай после бегства оказался не на своей ставке, Мамаевом кургане, на Волге, а в Крыму — в своем первоначальном улусе, где он начал свою карьеру в 50-х годах XIV века.
Политические последствия Куликовской битвы были огромны, победа еще более укрепила значение Москвы как центра, национального объединения в борьбе за освобождение от татаро-монгольской зависимости, положила начало полной ликвидации Золотой Орды и освобождению от татарского ига Руси и ряда народностей Восточной Европы. В результате Куликовской битвы была разгромлена одна из крупнейших татарских орд, возглавляемая Мамаем, существовавшая более 10 лет в качестве государственного объединения.
Двадцатилетняя феодальная междоусобная борьба в Золотой Орде с воцарением нового хана Тохтамыша временно прекратилась. После Куликовской битвы, закончившейся полным разгромом татар, случилось то, что казалось невозможным. Новому хану Тохтамышу, пришедшему на смену Мамаю, удалось объединить под своей властью Синюю Орду, Хорезм, Астраханский удел Хаджи-Черкеса, орду Мамая и восстановить единство Джучиева улуса. Победитель на Куликовом поле Дмитрий Донской всё же вынужден был признать себя вассалом хана, Литва платила дань татарам за те русские земли, на которых когда-то сидели татарские данники.
Тохтамыш получил от татарских феодалов прозвание «великий». Так татары не именовали ни Узбека, ни Менгу-Тимура, ни даже самого Батыя. Источники показывают, однако, что восстановление единства Золотой Орды произошло не на базе социально-экономического развития Джучиева улуса — оно было лишь результатом осуществления задуманного Тимуром политического плана. Татарская феодальная аристократия, растерявшаяся после поражения на Куликовом поле под угрозой усиления Москвы, также решила на время поддержать Тохтамыша, за спиной которого стояла сильная рука Тимура.