Тимур, как всегда, разделил войско на четыре части. Центр, левое и правое крыло имели по два тьмена. В резерве был оставлен один тьмен. Он решил вначале отразить атаки тюрок, а затем перейти в наступление. Тохтамыш, не имея возможности преодолеть заграждения, состоящие из телег и окопных щитов, решил вновь охватить противника с флангов. Однако теперь основные силы он решил сосредоточить на своём правом фланге, возглавить который поручил эмирам Кунче-оглану, Бек-Ярлы-оглану, Актау Давуд-Суфи и Утугу. Левый фланг Тохтамыша возглавили эмиры Исабек и Бакши-Хаджи.
Атака началась почти одновременно. Завязалось ожесточённое сражение. Тимур быстро определил распределение сил противника и сосредоточил силы левого крыла и центра для отражения главных сил противника. Сам же с правым крылом и резервом обрушился на более слабый левый фланг Тохтамыша и опрокинул его. Тохтамышу пришлось усилить своё левое крыло за счёт правого. Но это не спасло положения. На правом фланге Тохтамыша в это время начались раздоры. Один из эмиров правого крыла — Актау — вступил в ссору с эмиром Кунче-огланом из-за того, что последний хотел, чтобы черкасы первыми вступили в сражение. В результате Актау со своей ордой, состоявшей из черкас, вышел из боя, чем полностью расстроил правое крыло войск Тохтамыша, и оно начало поспешно отступать в сторону Азова.
Это и решило исход сражения. Тимур, почувствовав ослабление нажима противника на своё левое крыло и центр, снял часть сил оттуда, перебросил их на помощь своему правому крылу и перешёл в наступление. К концу вторых суток сражения левое крыло войск Тохтамыша было смято. Остатки войска Тохтамыша поспешно отступили на север. На этот раз Тимур решил разделаться с Тохтамышем окончательно. Он теперь понимал, что главной силой Тохтамыша были тюрки, располагавшиеся западнее Волги. Именно их он и решил уничтожить.
Оставив обозы и пехоту на Северном Кавказе, с 40 тысячами конницы бросился преследовать Тохтамыша. Преследуя тюрок, Тимур настиг их у Волги и беспощадно расправился с ними. Спаслись только те, кто успел переправиться через Волгу. Далее Тимур двинулся на Сарай. Все города и посёлки по дороге к Сараю были разгромлены и разграблены войсками Тимура. В Сарае по указанию Тимура сын полководца Уруса Куюрчак был провозглашён атаманом западного ордынского войска.
Устроив власть в Сарае, Тимур двинулся вверх по Волге и поднялся выше Самарской излучины. По пути движения он разгромил и разграбил все города и посёлки, которые остались от погрома 1391 года. Потеряв следы Тохтамыша, Тимур повернул от Волги к западу, так как тюрки на Дону не собирались покоряться ему. Однако войско Тимура, занятое беспрерывным преследованием противника в течение трёх месяцев, уже испытывало большую усталость. Нужен был отдых, не столько людям, сколько лошадям. Выйдя в район Ельца, Тимур решил дать войску отдых.
Причины поворота Тимура из Ельца на юг подавляющим большинством тюрко-мусульманских и официальных российских историков описаны абсолютно неверно. Одни видят причину в том. что надвигалась осень, а поэтому, якобы опасаясь холодов. Тимур повернул на юг. Другие видят причину в том, что войска Тимура захватили огромные богатства и поэтому вынуждены были повернуть на юг, чтобы доставить их в Самарканд. Третьи (большей частью историки христианского толка) полагают, что Тимуру приснился страшный сон. согласно которому всё небесное воинство ополчилось против него. Сочтя этот сон за дурное предзнаменование, Тимур якобы и решил повернуть на юг.
Однако ни одну из этих причин нельзя считать серьёзной в столь важном деле. Войско Тимура холодов не боялось. Ещё в 1377–1380 годах оно довольно успешно действовало в зимних условиях. А когда Тимур в августе стоял в Ельце, до холодов ещё было два месяца. За это время он мог опустошить не только Московское княжество, но также Владимиро-Суздальское и Тверское княжества и даже дойти до Великого Новгорода. Захваченная добыча также не могла быть причиной поворота. На конвоирование её в район Терека достаточно было выделить часть сил и только. Что касается сна, то здесь весь вопрос в его интерпретации.
Тимур был человеком с достаточно развитыми парапсихическими способностями. И когда он глубоко над чем-то задумывался, его мозг продолжал работать и во сне, решая ту задачу, над которой наяву ломал голову Тимур. В результате рождались вещие сны, к которым он относился со всей серьёзностью. Так и в этот раз. Тимур наяву ломал голову над вопросом, сможет ли Тохтамыш восстановить свои силы и опять начать угрожать ему? Вот ему и приснились конные массы, которые неслись на него в атаку. Проснувшись, Тимур понял, что ещё окончательно не разделался с Тохтамышем. Тимуру было также известно, что значительная часть войска Тохтамыша отступила на Азов. Вот она и могла послужить основой для возрождения сил заклятого врага.
Он рассказал сон своему окружению и принял решение о походе на юг, тем более что на юге действительно происходили события, которые могли серьёзно осложнить обстановку. Эмиры правого крыла Тохтамыша, отошедшие к Азову, провозгласили своим ханом Таш-Тимур-оглана и стали энергично собирать войско. Так что опасность вырисовывалась вполне очевидная, согласующаяся с картиной сна. Сведения о сне Тимура позднее распространились за пределы войска и дошли до христианских попов, которые поворот Тимура на юг представили как чудесное спасение Москвы по велению Небесного Провидения. Низкопробность этой лжи вполне очевидна в свете нашего анализа.
К тому же нужно иметь в виду, что Тимур, конечно же, хорошо знал, что Москва осталась верной Тартарии (Рассении), а поэтому никаких причин для похода на север у него не было. Ему нужно было покончить с большой тюркской ордой, которая при Тохтамыше немало ему навредила, и восстановить западное ордынское войско. Вот почему война, которую развязал Тохтамыш против Тимура, превратилась в резню по уничтожению тюрок и других народов Северного Кавказа. Развернув наступление на Азов и Крым, Тимур не щадил никого. Все аулы и города в направлении наступления были взяты и уничтожены.
Тимур в буквальном смысле слова разрушил основные жизненные районы большой тюркской орды. Он взял и разрушил города, стоявшие на пути караванной торговли — Кафу, Солхат, Азов, Моджары, Хаджи-Тархан, Сарай ал-Джадид и т. д. Р.Н. Безертинов полагает, что «уничтожение основных жизненных районов государства свидетельствует не об обычном грабеже, а об определённом политическом замысле, основная цель которого состояла в уничтожении экономического и военного потенциала одного из претендентов на создание мировой державы». Что ж, с этим вполне можно согласиться, если иметь в виду, что Тохтамыш задумал создать Великую Тюркскую империю. Но его планам не суждено было сбыться.
Расправившись с тюрками. Тимур обрушился на народы Северного Кавказа. Причиной этой резни явились нападения горцев на обозы, оставленные Тимуром на Тереке. Войска Тимура брали крепости горцев одну за другой, а защитников связывали и сбрасывали в пропасть. Шла настоящая истребительная война. Весной 1396 года Тимур возвратился в Дербент, а оттуда по берегу Куры пошёл дальше на запад. Прибыв в Агдам и Карабах, он отдал в управление своему сыну Мираншаху все области от Дербента до Багдада и от Хамадана до самой дальней границы Афганистана, а сам через Султанию и Хамадан вернулся в Самарканд.
Во время этого похода он осадил и взял много городов и крепостей. Выделял корпуса для покорения Курдистана и стран Персидского залива. Этими действиями он до того укротил курдов, грабивших караваны, что купцы с грузом товаров могли теперь ходить без всякого прикрытия там, где раньше нужны были целые отряды для их охраны. Но оставим походы Тимура в Индию и против Баязида Турецкого, так как эти события не имеют прямого отношения к теме нашего разговора.
После погрома, устроенного Тимуром, большая тюркская орда представляла собой жалкое зрелище. По существу, она распалась на несколько более мелких орд. На восточном берегу, в районе Сарая, правил ставленник Тимура Куюрчак. В нижнем течении Волги, в районе Хаджи-Тархана (Астрахани), правил Темир-Кутлуг. В Крыму правил Таш-Темир. Но и Тохтамыш ещё не сложил оружия. Пробравшись с кучкой соратников на Дон, он собрал войско и двинулся в Крым. Летом 1396 года Тохтамыш осадил Кафу. Некоторые тюркские беки перешли на его сторону. В результате ему удалось захватить Крым.
В это же время, летом 1396 года, правитель Хаджи-Тархана Темир-Кутлуг выступил против своего дяди Куюрчака, кочевавшего в районе Сарая. Войско Куюрчака было разбито. Он сам со своими приближёнными бежал, но затем умер. Темир-Кутлуг занял Сарай. Таким образом, в конце 1396 года образовались две независимые друг от друга тюркские орды. В то же время на Южном Урале образовался Мангытский удел Едигея, подчинивший себе часть тюрок Синей Орды. Впоследствии он дал начало Ногайской Орде.