Образовавшуюся брешь попытался заделать Дмитрий Ольгердович, вступив в битву с запасным полком. Но пробитую брешь в русском войске заметил и Мамай. Желанная победа казалось столь близкой, и великий эмир бросил в помощь правому крылу свой последний резерв. Приход свежих сил позволил татарам смять запасной полк и добраться до великокняжеского знамени. Вот оно, подрубленное, упало, накрыв собой тело княжеского любимца Михаила Бренка. Усиленные спешенными татарами генуэзцы теснили истекавший кровью большой полк.
В его рядах после гибели передового полка сражался Дмитрий Иванович. Вот и он, покрытый многочисленными ранами, начал клониться к земле. Увидев падающего Дмитрия, к нему на помощь поспешили два ближайших ратника. С большим трудом вытащили они великого князя с поля брани и отнесли в ближайшую дубраву. Затем своими мечами воины срубили небольшую березу и ее ветвями прикрыли не подающее признаков жизни тело Дмитрия Ивановича. Проделав это, воины возвратились к своему полку и честно сложили головы в яростной битве.
Теперь Мамай следил за ходом битвы затаив дыхание. Кровавое сражение близилось к концу. Прорвавшиеся татары начали скапливаться в тылу русских полков для нанесения последнего смертельного удара. Поражение русских неминуемо. В предчувствии торжества, на устах Мамая появилось некое подобие улыбки: «Вот она желанная победа!» Но что это?.. В следующее мгновение лицо великого эмира исказилось от ужаса.
Из ближайшей дубравы, словно соколы, вылетели сотни тяжеловооруженных русских всадников и обрушились на изготовившуюся для последнего удара уставшую ордынскую конницу. Засадный полк тут же врубился в тыл прорвавшихся татарских отрядов, сея в войске противника смерть и панику. С другой стороны действия засадного полка поддержали ранее отброшенные татарами дружины Дмитрия Ольгердовича. Но не столько сила, сколько страх и неожиданность обратили в бегство татар. Вначале они пятились назад и огрызались, но вскоре правое крыло татар, самое многочисленное и боеспособное, бросилось бежать во весь опор от невесть откуда взявшихся русских богатырей.
Увидев бегство конницы, спешенные татары также принялись улепетывать со всех ног. Этому немало способствовала атака перешедшего в наступление полка правой руки, который завернул свой фланг и ударил в тыл пешей ордынской фаланги.
Последними держались генуэзцы. Но вот и они, проклиная русских, а заодно и татар, начали откатываться назад. Теперь и наемники, лишенные поддержки с флангов, начали думать только о спасении. Однако, в отличие от татар, обратившихся в беспорядочное бегство, генуэзцы не торопились рассыпаться в разные стороны. Отбиваясь от наседавших русских и отступая, фаланга по команде военачальников начала перестраиваться в квадрат. Русские воины, пытавшиеся расстроить ряды генуэзцев, натолкнулись на все тот же частокол копий. Бросив неприступный квадрат (тем более, он уже не пытался вступить в битву), вся русская рать принялась крошить бегущих татар.
