莫斯科选择战斗。德米特里·伊万诺维奇没有坐等入侵者到来，而是主动前去迎战鞑靼人。双方军队在沃札河（Vozha River）相遇，展开激战。经过长时间较量，任何一方都没打败对方、越到河对岸。终于，到了1378年8月11日，别吉赤按捺不住，他的部队渡过河，大喊大叫地向罗斯人疾驰而来，企图从两翼包围罗斯军队。然而在这一次，罗斯人做好了充分战斗装备。他们打退了敌人的进攻，杀死包括别吉赤在内的五名鞑靼将领，随后又向别吉赤骑兵队发起反攻。还没等遭到沉重的打击，鞑靼人的骑兵就扔下自己的帐篷、马车和蒙古包，狼狈逃窜，许多士兵淹死在河里。只是夜幕的降临才帮助鞑靼人逃避了追击，避免了全军覆没的危险。德米特里满载战利品，凯旋而归。
沃札河之战
沃札河之战是一个转折点，这是一百五十年来，罗斯人第一次在正规战斗中战胜鞑靼人。罗斯人意识到，就像皮雅那河战役表明不能过于自信和低估鞑靼人的力量一样，沃札河之战使罗斯人深信，鞑靼人绝非不可战胜的。
这次胜利揭开了更大战斗的序曲。得到败报的马迈顿时暴怒，他对鞑靼宗王和鞑靼贵族们说：“你们要把固执而任性的奴隶们处死！要使他们的城市、他们所有的一切和基督教教堂化为灰烬！我们要夺取罗斯的黄金发财致富！”罗斯面临着前所未有的威胁，马迈并不满足于发动一次仅仅是报复性的远征，而是决心捣毁东正教堂，从政治上完全征服罗斯人土地——“毁灭基督教，焚毁上帝的教堂，废除上帝的规则。我不想像拔都那样去做，我将到达罗斯，杀死罗斯的王公们。住在罗斯并统治罗斯，过上安稳宁静的日子。”这就意味着，如果马迈赢得了对莫斯科的战争，罗斯这个东正教国家将被迫皈依伊斯兰教。
为了筹划这次决定性的远征，马迈在1378-1379这两年里都在紧张地招兵买马。就像他的幕僚对其所说的，“你的军队衰弱了，你的力量枯竭了，但是你有无数财产，你可以……募集许多军队，为自己的诸王雪恨”。终于，1380年，由马迈亲自统帅的大军从金帐汗国出发，踏上了远征莫斯科的征途。
虽然马迈可能怀有效仿伟大的金帐汗国创始人拔都的企图，但他麾下的金帐汗国军队与昔日拔都麾下横扫东欧的蒙古军队已经大相径庭，几乎可以说是两只军队了。当然，这时候的金帐汗国军队组织分为十人队、百人队、千人队和万人队，装备和队形也仍然保留了成吉思汗时代古老的形式。骑兵装备有重弯刀，绷紧的远射程的弓，从马鞍上拖下骑兵的带钩的矛。从表面上看，这些都与150年前的蒙古骑兵相似，但根据当时的目击者的记录，比起拔都时代的蒙古铁骑，马迈手下军队的装备质量居然退化了——这当然是长达廿年的混乱与内战带来的恶果。这一时期的金帐汗国蒙古-鞑靼人长期缺乏金属盔甲，他们只能身着浸透油脂的皮盔甲或者穿用一些皮革、毡子、织物缝制的盔甲。
更显著的区别是，这时的鞑靼军队不再是一支纯粹的骑兵。除了蒙古-鞑靼人之外，马迈的军队中尚有大量的热那亚人、希腊人、亚速人与亚美尼亚人。这些人构成了军队中的步兵，每个士兵都备有战斧。战士护身的装备有盾、锁子衫，与锁子甲相连的扁平金属头盔。热那亚的雇佣矛兵或者弩弓兵身着铠甲。值得注意的是，热那亚雇佣兵是其中最为精锐的力量，这显然与盘踞在克里米亚半岛沿海的热那亚人希望通过帮助马迈赢得战争从而谋求更大的贸易利益有关。
1380年夏天，马迈率领号称20万的大军渡过伏尔加河，开始驻牧于沃罗涅日河河口附近。得知马买出兵后，早就在觊觎罗斯土地的立陶宛王公雅盖洛·奥尔格尔多维奇立即同他结成联盟，答应到9月1日时与鞑靼人会合，一起进军莫斯科。这样，莫斯科周围这两个最大邻国的结盟，形成了罗斯被击溃以及被立陶宛大公国和金帐汗国肢解的危险。而位于莫斯科东面的梁赞王公奥列格·伊万诺维奇则担心与鞑靼草原接壤的自己的会首先遭到鞑靼人的攻击，因此采取了圆滑的骑墙态度。一方面，他派人给德米特里写信，警告他，“马迈倾国出动，进军梁赞地区反对你我。雅盖洛也是这样。但是我们的手还高举着，不要睡，鼓起勇气来”；另一方面，梁赞人却对马迈摇尾乞怜：“你如今，最英明的君王，你取得黄金和大量财富的时间来到了……莫斯科的财富将落入你的手中；而你的奴隶梁赞的奥列格我，将有幸获得你的恩典……”奥列格的如意算盘里，在马迈汗获胜后，能从金账汗国那里取代莫斯科领地的一部分以及取代莫斯科大公，成为新的“全俄罗斯大公”。而如果是德米特里获胜，自己也可以从莫斯科方面那里得到回报。
与此同时，德米特里·伊万诺维奇获悉马迈出兵后，便向罗斯各公国派出急使，号召全力以赴保卫罗斯领土。整个罗斯都动员起来，记载库利科沃大决战的古老叙事诗《顿河左岸故事》中唱到：“马在莫斯科嘶叫，荣誉响彻了整个罗斯国土。喇叭在科洛姆纳吹响，板鼓在谢尔普霍夫敲起，旗帜竖立在大顿河的河岸上,大诺夫哥罗德的永恒的钟敲响了。”德米特里大公从自己的公国与从属王公的领地召集了一支罗斯历史上空前庞大的大军，于1380年8月15日集结完毕后向东进发。莫斯科大公的计划是，首先阻止立陶宛人与鞑靼人两股敌军会合，并向最强大最危险的鞑靼军队猛攻，在马迈军队侵入罗斯各公国之前将其消灭。
莫斯科军队由两部分组成，军队的核心是由封建王公们率领的亲兵。这些富有战斗经验的老兵是骑兵，其武器是罗斯长剑（类似鞑靼人的马刀）；以及悬挂在皮带上的圆锤与挂在肩后的弓弩。德米特里为他的亲兵准备了在欧洲堪称一流的罗斯盔甲：锁子甲是由一个个直径约10至12毫米的铁环锻、铆而成，胸前护心镜用铁皮包裹；球顶尖盔用金属制成。夏日阳光照射在这些戴着头盔，身着锁子甲的骑士身上，闪烁着可怕的光。在俄罗斯的民间文学里，这些骑士的“盔甲好似流水在风中轻轻浮动。镀金的头盔戴在头上好似晴天的朝霞闪闪发光……”
罗斯骑兵
当然，这支亲兵虽然战斗力强大，毕竟人数有限。罗斯军队的主要部分为“按索哈应征者”，即从农民和城市“黎民百姓（指向国家纳税的人）”中征集的人民武装。城市居民是民团的基本核心，主要成员是手工业者和黎民百姓，也吸收商人、地方领主和他们的侍从，以及农村居民，主要是自由农民参加。当形势危急时，所有能使用武器的市民均参加民团。民团的军人根据所带的武器分别承担骑兵和步兵勤务。
在蒙古入侵之前，罗斯国家的惯例是，战时不动员乡村居民，并且农民不参加战斗。正是蒙古人的入侵改变了这一大原则，从而使得莫斯科建立了一套快速而广泛的征兵系统，包括所有的农民在内。按“索哈”征集的民兵用斧子、猎熊矛、长木棒（粗棍子）和短锤武装起来。这些普通士兵当然是买不起价格高昂的锁子甲的，他们穿上缝有铁块、铜块的衬衣、皮袄和用绳子及“木板”铠甲制成的环甲（不穿锁子甲、头盔、盾和甲胄）来保护自己抵御敌人。
罗斯步兵
颇有些讽刺的是，比起蒙古入侵前的罗斯军队，1380年的莫斯科军队在一个半世纪的“鞑靼桎梏”下已经变得强大的多——而这恰恰是蒙古人自己造成的。俄国著名史学家巴托尔德说过，15世纪突厥人的军事结构是“成吉思汗帝国的遗产”，在某种程度上这句话同样也适用于14世纪后期的莫斯科大公国。蒙古统治期间，前往汗的营帐获取敕令的罗斯王公们为了获取汗的眷顾经常参与金帐汗的远征，此外，还有很多罗斯人被征召到蒙古军中参加战斗（征兵比例一般是成年男子的十分之一）。譬如，罗斯托夫王公们就曾带领着自己的士兵参加了1277-1278年金帐汗国对倔强的北高加索山民的远征。这样，不可避免的后果就是，在参与蒙古可汗指挥的一系列军事行动的过程中，罗斯人逐渐学到了蒙古人的军事策略和组织制度，并将其引入了罗斯军队。
一个很明显的迹象是，这一时期，在战斗中，罗斯军队也按十进制的标准组建，即建立环环相扣的十人队、百人队、千人队和万人队，并且每一个指挥官都有一面旗峽和一个信号鼓，这些都是仿照蒙古骑兵的习惯而制定的。罗斯采用的这种与蒙古军队高度相似的军事组织制度充分说明蒙古统治对于俄罗斯影响的深刻程度。至今这种影响还在俄语中得到了体现，俄语中的“战旗”、“大鼓”单词都是源自中世纪蒙古语，这无疑是蒙古影响的一个很好的证据。此外，从武器装备上看，自13世纪中期开始，罗斯士兵传统的盔甲也逐渐被蒙古式盔甲所替代，以致14-16世纪生产蒙古-鞑靼式样武器的波斯手工匠人在罗斯名气很大。这些变化使得罗斯的军队面貌逐渐向蒙古骑兵靠拢，反而与其欧洲邻国逐渐显露出差异。实际上，当时的鞑靼士兵和罗斯士兵使用的某些装备甚至完全相同，譬如当时罗斯军中骑射手的装束和武器，与鞑靼人的同类军种就是如出一辙。相反，同处于东欧的波兰和立陶宛士兵就与俄罗斯土兵的装备大相径庭，他们穿戴着与俄罗斯士兵截然不同的欧洲式铠甲与头盔。当时的罗斯重骑兵虽然在地位上与欧洲的骑士雷同，但罗斯战马却没有披上欧洲式的重甲，其马铠往往用轻甲乃至皮革制成，这显然是受到蒙古骑兵的影响，通过减轻马甲的分量来提高重骑兵的机动性。
甚至蒙古-鞑靼军队常用的诱敌伏击战术也被罗斯军队偷师而去。日后的俄国哥萨克骑兵所采取的最著名战术就是“拉瓦”。该战术主要用于战场作战。在战场进攻时，主力部队的骑兵间保持几步间隔、疏散队形分两翼前进包抄敌军，只留出后面的精锐梯队保护，如果包抄不成，就四散回撤，在事先安排好的掩护部队后集合，组织再次进攻。他们会以突击的方式迅速冲破敌军的战斗队形，并在追击敌人的时候保持自己军队的机动性。这一战术毫无疑问来自当年曾经使罗斯人在战场上一败涂地的蒙古骑兵。
前往迎战马迈的多民族杂牌军的就是这样一支很大程度上已经“蒙古化”的罗斯军队，这个场面在后人看来自然显得有些角色错乱。1380年9月7日，德米特里的军队进抵顿河左岸，面临一个艰难的抉择：是渡过顿河去迎击马迈的军队，还是留在左岸？显而易见，若是渡河，一旦战败将没有退路，停在顿河左岸则比较安全。一些谨慎的将领认为应该留在左岸，“给自己留住后路”；另一些将领则主张渡河，“让所有的人作战都不要耍滑头，谁也休想幸免”！这时候，三位一体修道院的“圣徒” 谢尔吉捎来了口信: “不要犹豫不前，与信仰一道前进，迎击敌人的暴行。不要害怕，上帝在你们这边”。而时年30岁的德米特里大公也认识到，自己人数虽多的民兵没有经过战斗队形的训练，他们只是在一个地方组成密集阵型时才是一支有效的战斗力量，不能指望他们沿河岸部署时能够阻止鞑靼军队的强渡，因此他一锤定音，“与其苟且偷生，不如光荣的死”，毅然决定兵过顿河，在彼岸的库利科沃平原与蒙古军决战。用中国人熟悉的话来形容，这就叫做“破釜沉舟”、“背水一战”、“置之死地而后生”！另一方面，罗斯军队渡过顿河，将使已抵达己方侧后的立陶宛大公的军队无法进击，并造成有利于罗斯军队而不利于蒙古军队的作战条件：库利科沃原野（今属俄罗斯联邦图拉州库尔金地区）位于涅普利雅德瓦河与顿河汇合处，这里原野容量虽大却沟壑纵横，中间是一片沼泽地；四周山峦起伏，丛林密布。这种地形比较适合莫斯科大公国的步兵作战，鞑靼骑兵则很难发挥威力。
德米特里下令前进
罗斯军队面对的一段顿河既无桥，又无渡口。由于形势紧迫（莫斯科的侦骑发现马迈的大军就驻扎在距离库利科沃原野大约7俄里的地方），德米特里大公当机决定在顿河上架桥。于是，军队火速砍伐岸边的树木筑起桥梁。当天夜里趁着夜暗与浓雾，罗斯大军通过桥梁顺利渡过顿河，来到了库里科沃原野，静待中世纪欧洲规模最大的会战之一——公元1380年9月8日的库利科沃之战的爆发。
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