Боеспособность войска во многом зависит от качества вооружения. Даже самые совершенные организационные формы, самые новаторские тактические приемы не обеспечат успеха, если воины не вооружены совершенным для своего времени оружием. Экономический подъем, который переживала Русь в XIV в., мастерство русских оружейников, сосредоточение значительных материальных ресурсов в руках великого князя позволили вооружить войско разнообразным наступательным и защитным оружием.
Самым распространенным 4 оружием конницы и пехоты по-прежнему оставалось копье. Это было ударное оружие, которое с одинаковым успехом применялось и для атаки, и для отражения наступавшего противника. Сомкнутый строй русских воинов, «ощетинившихся» длинными копьями, был непреодолим для ордынской конницы. Копья были самыми разнообразными — с трехгранными, четырехгранными и листовидными наконечниками. Но в русском войске при Дмитрии Донском наибольшее распространение получили одинаковые копья — с узколистным наконечником удлиненно-треугольной формы, не превышавшим по ширине 2–3 см, с массивной втулкой и длинным крепким древком. Такие копья «таранного» действия легко пробивали татарские доспехи, которые обычно изготовлялись из кожи с нашитыми на нее железными и медными бляхами. Кроме того, широкое распространение получили метательные копья — сулицы, короткие, легкие, с кинжаловидными наконечниками. Такие малые копья не только метали во врага на расстоянии, но и пользовались ими в рукопашном бою. В общей рукопашной схватке, когда перемешивались ряды, такие сулицы были гораздо удобнее, чем длинные ударные копья.
На вооружении пешцев-ополченцев кроме копий находились массивные тяжелые рогатины с наконечниками лавролистной формы, боевые топоры, секиры-чеканы, палицы, разнообразной формы кинжалы и ножи.
Основным оружием дружинной конницы по-прежнему оставался прямой русский меч, прославленный сказителями былин как богатырское оружие и отличительный признак витязя. Русский меч был длиной 120–140 см, с колюще-рубящим клинком. Особенно эффективными были мечи в сражениях с рыцарями-крестоносцами, закованными с головы до ног в железные даты: они позволяли наносить очень сильные рубящие и колющие удары. Однако в схватках с быстрой и легкой ордынской конницей, обычно не имевшей железных доспехов, сражаться мечом было не очень удобно. Меч был слишком тяжел, а сила ударов не имела особого значения. Поэтому в войнах со степняками русские воины применяли сабли — длинные, тонкие, с резко загнутыми к концу клинками. Вообще, русские воины старались выбирать самое опасное для врага оружие. Они выходили на бой с «кованой ратью» рыцарей с длинными мечами в руках, а на ордынцев — с легкими саблями. В войске великого князя Дмитрия Донского, выступившем на битву с Мамаем, саблями были вооружены многие всадники.
Обычным оружием дальнего боя в русском войске были луки и стрелы, реже — самострелы (арбалеты), которые в основном использовались при обороне крепостей.
Русские воины имели превосходное по тому времени защитное вооружение. Именно в защитном вооружении русское войско значительно превосходило ордынцев, и это постоянно обеспечивало ему преимущество в рукопашном бою. Головы русских воинов защищали плавно вытянутые и заостренные кверху шлемы-шишаки, с металлическими наушиями и кольчужной сеткой — бармицей, которая прикрывала шею; шлемы венчались пучками перьев или разноцветными маленькими флажками — яловцами. Кольчужный доспех, известный со времен Древней Руси, стал теперь прочнее и надежнее. В XIV в. получила распространение «дощаная защита» — чешуйчатая, пластинчатая или наборная броня. Такая броня состояла из множества мелких железных пластинок, закрепленных на кожаной или матерчатой основе и находивших друг на друга наподобие черепицы (отсюда — чешуйчатая броня). Такой доспех выдерживал самые сильные удары. Обычно железные пластинки доспеха комбинировались с кольчугой. Гибкая кольчужная ткань использовалась для защиты наиболее подвижных частей тела: шеи, плеч, талии, а на груди делалось крепкое пластинчатое покрытие. В отличие от кованых рыцарских лат, очень тяжелых и стеснявших движения, русские доспехи были легкими и удобными в бою.
Облик русских воинов дополняли яркие — синие, зеленые или красные — длинные, поколенные рубахи, зеленые плащи, красные щиты, яркие разноцветные ленты на древках копий, развевающиеся на ветру яловцы. По словам летописца, русское войско выходило на битву «цветно и доспешно».