Ордынский вельможа был доставлен в Москву и дал показания, важность которых трудно переоценить. Во-первых, он подтвердил факт сговора между Мамаем, Ягайло и князем Олегом, рассказав, что «неложно идет царь на Русь со многими ордами, и Ягайло Литовский, и Олег Рязанский». Во-вторых, от пленного в Москве узнали, что Мамай не торопится, поджидает союзников, и в ближайшее время нет опасности вторжения: Мамай «не спешит того ради, что осени ждет, хочет осенью быть на русские хлебы». Медлительность Мамая давала возможность великому князю Дмитрию Ивановичу собрать полки и захватить в свои руки стратегическую инициативу.
После получения сведений от «языка нарочитого» великий князь перенес сбор войска в Коломне на более поздний срок: обстановка позволяла не спешить. Дмитрий Иванович «повелел всему воинству своему быть на Коломне на успенье», то есть 15 августа. Под Коломной рати различных городов и княжеств должны были переформироваться в полки под командованием великокняжеских воевод и подготовиться к походу за реку Оку. «Тогда пересмотрю полки, — объявил Дмитрий Иванович, — и каждому полку поставлю воеводу».
Одновременно в Москву и Коломну начали стягиваться рати. Как видно из сообщений летописцев, в Коломну сходились военные отряды близлежащих земель, а остальные войска, первую очередь из северных и северо-восточных областей, сначала собирались в Москве, чтобы затем во главе с самим великим князем направиться к Коломне.
Сосредоточение общерусского войска в столице произвело огромное впечатление на современников. Одно перечисление собравшихся в Москве ратей занимает в летописях целые страницы. Пришли белозерские князья Семен Михайлович и Федор Семенович, и было «вельми доспешно и конно войско их». Прибыли с отрядами кемский князь Андрей, каргопольский князь Глеб и андомские князья. Несколько позднее подоспели со всеми своими силами ярославские князья, князья Прозоровские Андрей и Семен, ростовский князь Дмитрий, серпейский князь Лев, курбский князь Лев, устюжские князья. Вологодско-Пермская летопись упоминала о прибытии сильного отряда из Великого Новгорода: «…выехали посадники из Великого Новгорода, а с ними 7000 человек к великому князю на помощь». Но раньше всех сошлись в столицу рати московских городов и земель. Это была общерусская мобилизация. Автор поэтического произведения о Куликовской битве рязанец Софоний писал: «На Москве кони ржут, звенит слава по всей земле Русской. Трубы трубят на Коломне, в бубны бьют в Серпухове, стоят стяги у Дону великого на берегу. Звенят колокола вечевые в Великом Новгороде… Тогда как орлы слетелись со всей северной страны. То не орлы слетелись, съехались все князья русские к великому князю Дмитрию Ивановичу и к брату его князю Владимиру Андреевичу, говоря им так: «Господин князь великий, уже поганые татары на поля наши наступают, а вотчину нашу отнимают, стоят между Доном и Днепром на реке на Мече. И мы, господин, пойдем за быструю реку Дон, соберем диво для земель, повесть для старых, память для молодых, а храбрых своих испытаем, а в реку Дон кровь прольем за землю Русскую!..»
Пока собиралось войско в Москве, великий князь Дмитрий Иванович съездил в Троицу, к игумену Сергию Радонежскому, который занимал позицию решительной борьбы с Ордой.
Игумен благословил Дмитрия на битву и предсказал победу: «Погубишь супостатов своих, как должно твоему царству. Только мужайся и крепись!» Он послал с Дмитрием двух монахов-воинов, Александра Пересвета и Андрея Ослябя, которые раньше, до монашества, «известны были как великие наездники в ратные времена: Андрей сотню гнал, а Александр двести гнал, когда сражались». Александр Пересвет стал одним из главных героев Куликовской битвы.
Во время пребывания великого князя в Троице к нему 18 августа снова «пришли вестники от Климента, старого поляника, что приближаются татары». Нужно было возвращаться в Москву, чтобы возглавить войско.
Вечером 19 августа великий князь возвратился в Москву. На следующее утро был объявлен поход; Дмитрий «хотел уже поутру выйти против безбожных татар».
Русское войско выступило из Москвы утром 20 августа. Автор «Сказания о Мамаевом побоище» красочно и взволнованно описывает этот торжественный момент. «Князь великий Дмитрий Иванович сел на своего любимого коня, и все князья русские и воеводы сели на коней своих. Солнце ему на востоке сияет ясно, путь указывают его сродники, Борис и Глеб. Тогда точно соколы поднялись от золотых колодок, из града Москвы, возлетели под синие облака, возгремели своими золотыми колокольчиками, хотя напасть на многие стада лебединые. Это поднялись сыновья русские с государем, с великим князем Дмитрием Ивановичем, хотят ехать на силу татарскую».