В 1391 году наступила решающая стадия борьбы между Тохтамышем и Тимуром. Тимур сам выступил навстречу войскам хана, о продвижении которых ему докладывали гонцы. И хотя войско он собрал небольшое, но решил, что откладывать поход не стоит. Тохтамышева рать была заметно многочисленнее, но недостаточно сплоченной. Опрокинув вражеский авангард, Тимур направил удар на центр золотоордынской армии. Но двигался он медленно и, если бы не помощь его сына Умар-шейха, то не смог бы победить упрямого противника. Всадники Умар-шейха ударили тюрко-монголов с тыла и вызвали в их рядах панику, которая вскоре перешла в полное беспорядочное отступление. Войска Тохтамыша и его союзников спешно перешли Сырдарью и рассеялись в степных просторах. Их бегство озадачило Тимура. Это могла быть обычная уловка для того, чтобы увлечь врага за собой, измотать и заставить сделать жесткий выбор: погибнуть или вернуться обратно. Но Тамерлан теперь не желал прощать неблагодарного бывшего друга. Только его смерть могла успокоить великого эмира.
Тимур женил своего сына Шейх-мирзу и после этого объявил о новом походе, стратегия которого была продумана заранее. Тамерлан отправился в Ташкент, где должны были собраться все его войска — там загодя были сделаны запасы хлеба и фуража. Снявшись с лагеря в начале зимы, великий эмир рассчитывал перейти Голодную степь, чтобы весной оказаться в крае менее диком, где мартовское солнце превращает степи в цветник. Но его первоначальные планы нарушила болезнь, ставшая результатом ранения в Систане, и полтора месяца Тимуру пришлось пролежать. Выздоровев, он тут же отправился в путь, возглавив полностью подготовленное войско. Не один месяц ушел на то, чтобы обнаружить Тохтамыша, поэтому войско великого эмира было истощено долгим походом. Тимур уже находился в Сибири, под Тоболом. Надо было решать — подниматься ли дальше по реке или же пойти к Уралу. Тимур приказал удвоить усилия разведки, и случай ему улыбнулся: лазутчики напали на след недавно прошедшего немногочисленного отряда — требовалось ускорить движение.
Пойманных пленников пытали, в результате удалось узнать, что Тохтамыш находится ближе, чем думали — западнее Урала. Сын Тимура получил задание как можно быстрее обнаружить противника, и это ему удалось. К начавшемуся сражению присоединился Тимур. Трое суток шла беспощадная битва, исходом которой стало бегство Тохтамыша. Великий эмир одержал победу. Золотоордынские земли он распределил между своими подданными. Более трех недель длился пир, после чего Тамерлан вернулся в Самарканд. Меньше чем за год он совершил поразительные деяния, однако, насколько они были оправданы?..