Сыновья Ивана Калиты, Симеон Гордый и Иван II Красный начали с того, что старались не допускать привлечения хана к разрешению внутрикняжеских споров в качестве верховного арбитра, как это было принято прежде, и наказывали попытки привлечения карательных экспедиций из Орды. Доказательством успешности этих усилий служит сорокалетняя «великая тишина», наступившая в отношениях русских земель с Ордой после 1327 г. (совместной ордынской и московской карательной экспедиции против восставшей тверской городской общины). Великий князь (в основном это был теперь московский князь) оказался эффективным и полноценным представителем верховной ханской власти, способным самостоятельно разрешать локальные конфликты.
Начавшаяся после дворцового переворота 1359 г. в Сарае «великая замятня» в Орде ознаменовала начало распада этого крупнейшего средневекового государства Северной Евразии. Распадение Орды на самостоятельные улусы ослабляло центральную власть, а калейдоскопическая смена ханов означала, что многие из них не успевали выдать ярлыки вассальным правителям (по заведенному правилу каждый новый хан должен был заново подтверждать или изменять все назначения своего предшественника). Впервые сложилась парадоксальная ситуация, когда вассал (великий князь) обладал более легитимной властью, чем его номинальный сюзерен (хан Золотой Орды), и московский князь нередко сохранял этот титул без санкции очередного хана, а иногда даже вопреки ей. Так впервые великокняжеский титул начал растождествляться с авторитетом верховной ордынской власти.
«Великая замятня» совпала с восшествием на великокняжеский престол в Москве внука Ивана Калиты князя Дмитрия Ивановича (1350−1389). Одиннадцатилетнему Дмитрию, позже заслужившему прозвище Донского, пришлось отправиться в Орду, где он сначала получил ярлык на великое княжение от контролировавшего Сарай хана Мурада, а потом — от Абдуллаха, «альтернативного» хана, правившего в западной части Золотой Орды. В конечном счете, поддержка последнего имела большее значение, поскольку он являлся креатурой Мамая (1335−1380) — беклярбека и зятя последнего хана-наследника Бату (Бердибека), убитого в 1359 г. Не принадлежа к роду Чингизидов, Мамай сам не мог претендовать на ханский престол, однако он являлся ключевой политической фигурой в Орде на протяжении всего кризиса, правителем ее западной части, периодически приводя на ханский престол своих ставленников.
Хана Мурада не устроило, что Дмитрий получил санкцию на власть и от его соперника, поэтому он передал свой ярлык на владимирское великое княжение суздальскому князю. Спустя чуть больше недели войско Дмитрия изгнало суздальского князя из Владимира, сохранив великое княжение за московским князем силовым путем. В 1365 г. сменивший Мурада хан Азиз-шейх вновь выдал ярлык на великое княжение владимирское суздальскому князю, но тот добровольно отказался от притязаний на престол. В 1371 г. Тверской князь Михаил перекупил ярлык на великое княжение у очередного хана — московский князь Дмитрий встретил его с войском и не пропустил во Владимир, а сам уладил возвращение себе ярлыка в ханской ставке, многократно перебив цену, уплаченную за ярлык тверским князем. В 1375 г., столкнувшись с единодушной поддержкой Дмитрия остальными удельными князьями Владимиро-Суздальской земли, тверской князь Михаил навсегда отказался от притязаний на великое княжение. В результате в своем завещании весной 1389 г. Дмитрий Донской впервые передает великокняжеский титул по наследству своему сыну — владимирское великое княжение становится наследственным титулом московских князей.
Подчеркивая свое исключительное положение среди остальных князей Владимиро-Суздальской земли, Дмитрий в 1367 г. начал строительство белокаменного кремля в Москве — вместо уничтоженного пожаром деревянного. В 1374 г., после очередной смены власти в Сарае (ханом стал эмир Черкес, враждовавший с Мамаем), Дмитрий перестал выплачивать дань. Это решение явно связано с ростом самостоятельности и могущества московского князя, но также и с кризисом легитимности верховной ордынской власти: в 1374−1375 гг. на престоле в Сарае сменились четыре хана, двое из которых, к тому же, захватывали власть по нескольку раз. Примечательно при этом, что московский князь продемонстрировал свою самостоятельность и мощь не попыткой вернуть Киев или иные из бывших рѹських земель, не подчиненных Орде, а победоносным походом на другой улус Золотой Орды — Булгар. В марте 1376 г. объединенное московское и нижегородское войско разбило булгарскую рать. В Булгаре были посажены московский таможенник и даруга (наместник) и взята огромная контрибуция в 5000 рублей, фактически равная размеру годовой дани всех русских княжеств Орде (по тысяче каждому князю и три тысячи воинам и воеводам). Из города также была вывезена артиллерия, с которой тогда впервые столкнулись русские. Эта операция стала возможной благодаря тому, что эмир Булгара к этому времени фактически вышел из подчинения центральной ордынской власти. Кроме того, он был ставленником сарайского хана Азиз-шейха, врага Мамая, давно уже свергнутого в результате заговора. Таким образом, московский князь Дмитрий действовал как легитимный улусник против нелегитимного сепаратиста, и если и не по поручению тогдашнего сарайского хана, то и не нарушая ханской воли.
В 1380 г. раздиравший Золотую Орду кризис был преодолен: единство было восстановлено, на ханский престол взошел прямой потомок Джучи Тохтамыш, а Мамай потерял власть и был убит. Значительную роль в воцарении Тохтамыша и восстановлении верховной власти в Орде сыграл великий князь Московский Дмитрий.
Дело в том, что начиная с 1377 г. Тохтамыш предпринимал одну неудачную попытку за другой вторгнуться на территорию Золотой Орды и захватить Сарай, опираясь на поддержку правителя Мавераннахра эмира Тимура (Тамерлана). Одновременно обострилась обстановка на границе подвластных ВКМ территорий с Ордой. Скудость дошедшей до нас информации об ордынской политике этого периода и намерениях князя Дмитрия оставляет место для двойственных толкований. Известно, что 2 августа 1377 г. ордынское войско под командованием царевича Араб-шах Муззаффара (Арапша летописей) разгромило на реке Пьяни в 100 км от Нижнего Новгорода объединенное войско вассальных Москве княжеств. То ли командовавшие войском нижегородские князья готовили нападение на лежавшие за рекой вассальные Орде мордовские земли и Араб-шах остановил агрессию, в наказание разорив Нижний Новгород. То ли русское войско было собрано для защиты от ордынцев, которые готовили карательный набег за прошлогодний поход на Булгар (однако ограничились лишь разгромом Нижнего Новгорода). Также непонятно, стал ли Араб-шах уже в это время ханом в Сарае (известны отчеканенные им монеты) при поддержке Мамая и выполнял его волю, то ли еще был улусным правителем и действовал по собственной инициативе.
Весной 1378 г. Тохтамышу удалось захватить восточную часть Золотой Орды, и он вступил на территорию к западу от Волги, контролируемую Мамаем. Несмотря на эту угрозу, летом Мамай счел необходимым отправить корпус из 5 туменов (номинальной численностью в 50 тыс. человек) под командованием мирзы Бегича против ВКМ. Вопреки обычаю, князь Дмитрий не стал дожидаться врага за стенами нового каменного кремля или пытаться откупиться. Он выступил с войском навстречу и на реке Вожа (приток Оки, в 25 км от Рязани) 11 августа разгромил ордынский корпус, все пять темников погибли. В отличие от грабительского рейда Араб-шаха 1378 г., в этот раз поведение обеих сторон позволяет говорить о войне как политическом противостоянии (а не экономическом предприятии). Вероятно, установление контроля над ВКМ (более плотного, чем существовавшие вассальные отношения) в глазах Мамая должно было обеспечить победу над Тохтамышем.
К апрелю 1380 г. Тохтамыш занял практически всю территорию Золотой Орды, включая столицу Новый Сарай. Подконтрольная Мамаю территория сократилась до междуречья Волги и Дона и причерноморских степей. Поражение при Воже существенно ослабило вооруженные силы Мамая, а битва 8 сентября 1380 г. с войском под командованием князя Дмитрия на Куликовом поле (в междуречье Дона и Непрядвы, в 300 км к югу от Москвы) принесла ему окончательный разгром и поражение в противостоянии Тохтамышу. Мамай бежал в Крым и через несколько недель был там убит.
Точно неизвестно, кто был инициатором войны Мамая с Москвой: традиционно считается, что Мамай собрал армию для наказания своевольного московского князя и подчинения ВКМ. Однако в этом случае он должен был действовать невероятно медленно и пренебрегать скрытностью: против него успели собрать союзное войско практически всех северо-восточных княжеств, вассальных московскому князю, и даже соперников Москвы: Суздальского, Тверского и Смоленского княжеств. По дороге на Дон к армии русских князей присоединились отряды литовских князей Андрея и Дмитрия Ольгердовичей, враждовавших с братом Ягайло и перешедших на московскую службу, а также войско из Новгорода (где наместником был также литовский князь Юрий Наримантович). Сбор союзных войск был назначен в Коломне (чуть более 100 км к югу от Москвы) на 15 августа — это означает, что переговоры о совместных действиях, за которыми последовало выдвижение союзных войск за сотни километров к пункту сбора (к примеру, отстоявшего свыше 500 км от Твери), должны было начаться многими неделями раньше, а весть о планах Мамая должна была и вовсе прийти не позже начала лета. После сбора союзное войско за три недели преодолело около 200 км на юг, переправилось через Дон на территорию «дикого поля» — «вотчину» Мамая — и только там встретилось с его армией. Мамай планировал усилить свои поредевшие силы за счет наемной пехоты из генуэзских колоний в Крыму, а также полков литовского великого князя Ягайло. Однако точно известно, что войска Ягайлы не успели к началу Куликовской битвы (в отличие от полков литовских князей, поддержавших Дмитрия), и есть основания сомневаться в том, что в сражении успели принять участие генуэзцы. Трудно объяснить, почему Мамай