Несмотря на впечатляющие победы и рост могущества, Тимура постоянно беспокоила могучая Золотая Орда. В 1380 г. кипчакский хан Тохтамыш, ставленник и союзник Тимура, у Азовского моря разбил войско золотоордынского хана Мамая и стал фактическим правителем Золотой Орды. Через некоторое время он вышел из повиновения и начал совершать набеги на земли, покоренные Тимуром. Вначале владыка Самарканда смотрел на это сквозь пальцы, ограничиваясь выговорами. Но Тохтамыш не внял предупреждениям: в 1387 г., когда Тимур находился в Персии, он напал на коренные земли империи и осадил Бухару.
В 1391 г. Тимур двинулся на Золотую Орду и оттеснил Тохтамыша за Волгу, а оттуда повернул назад. Это, однако, не образумило золотоордынского хана. В 1394–1395 гг. он усиленно искал союзников против владыки Самарканда.
В 1395 г. Тохтамыш вновь напал на владения Тимура. И тот наконец пошел в главный поход на Золотую Орду. 14 апреля на Тереке произошло решительное сражение, где самаркандский владыка одержал внушительную победу. Потом, стремясь ослабить наиболее развитые в экономическом отношении территории врага, он разгромил столицу Золотой Орды Сарай Берке, южную окраину нынешней России и Украину. В плен никого не брали – все попадавшиеся на пути монголы были убиты.
При этом видится странным отношение Тимура к самому виновнику этих кровавых событий. Известно, что в 1398 г. Тохтамыш бежал к литовскому князю Витовту, а потом вел жизнь искателя приключений. В 1405 г. он прислал к Тимуру посольство с заверениями в раскаянии и просьбой о прощении. И жестокий тиран пообещал побежденному противнику помочь вернуться на трон Золотой Орды. Выполнить это обещание помешала только смерть Тимура.
Скорее всего, владыка огромной империи не стремился к захвату золотоордынских земель, где не было богатых городов, подобных иранским или индийским. Он хотел лишь ослабить противника, угрожавшего его империи. Однако этим Тимур, сам того не желая, помог русским землям, изнывавшим под монголо-татарским игом. Впрочем, на Руси о нем осталась недобрая память, связанная с разрушением ряда городов.
Разгромив Золотую Орду, Тимур в 1402 г. отправился в поход на Анатолию и 20 июля сокрушил армию османского султана Баязида I Молниеносного, грозы европейских стран, с которым Железный Хромец уже воевал в 1400 г. В одной из крупнейших битв того времени под Анкарой, в которой с обеих сторон было выставлено более 400 тыс. воинов, Баязид был разбит и взят в плен. Позже Тамерлан возил его с обозом в клетке, где несчастный и умер. А победа под Анкарой на 50 лет отсрочила взятие турками Константинополя. Известно, что Баязид в течение многих лет подготавливал поход на столицу Византии.