Поражение Тохтамыша в июне 1391 года имело далеко идущие последствия. Пытаясь восстановить свое былое могущество, золотоордынский хан приступил к поиску новых союзников. Результатом его переговоров с Грузией стал грузинский поход Тимура. А сношения Тохтамыша с Египтом привели впоследствии к столкновению Тимура и Баязида. Кроме того, в поисках денег Тохтамыш вынужден был продать Москве право на владение Нижним Новгородом, Городцом, Муромом, Тарусой и Мещерой, что привело к усилению Московского княжества и последующему возрождению Руси.
 
   Прямой китайский меч эпохи Мин с золоченой рукоятью в деревянных ножнах, покрытых кожей и шелком. Предположительно начало XV века
 
   Осенью 1394 года Тохтамыш, собрав большое войско и заручившись военной поддержкой ряда союзников, напал на Ширван. В феврале 1395 года Тимур объявил поход, против Тохтамыша. Пройдя Дербентский проход он истребил союзников золотоордынцев – кайтаков. Затем расположился лагерем в 4 днях пути от Дербента, в Дагестане. Узнав, что Тохтамыш выслал сильный авангард во главе с эмиром Казанчи, Тимур лично выступил навстречу и прогнал его. К середине апреля оба войска уже стояли друг против друга, окопавшись по разным берегам Терека. Сражение, окончательно решившее судьбу Золотой Орды, началось утром 15 апреля 1395 года.
   По свидетельству испанского историка Клавихо, бывшего при дворе Тамерлана с испанским посольством в 1403–1405 годах, перед битвой оба войска три дня медленно продвигались по берегам Терека вверх по течению: Тамерлан покинул свой лагерь в поисках незанятого противником места для переправы. Однако на третью ночь он быстрым переходом вернулся к месту своего прошлого расположения и, перебравшись через Терек, неожиданно напал на Тохтамыша. Войска Тимура на этот раз преследовали разбитого Тохтамыша до Волги, захватили, разграбили и сожгли Сарай и вторглись во владения Рязанского княжества.
   Согласно русским летописным источникам, побежденный Тохтамыш бежал в Литву к великому князю Витовту. Витовт поддержал его, надеясь распространить свою власть и на татарские земли, но в 1399 году многочисленное войско Литвы и ее союзников (Тохтамыша, рыцарей Тевтонского ордена и западно-русских князей) было разбито на реке Ворскле войсками нового золотоордынского хана Тимур-Кутлука.
   Однако и после поражения на Ворскле Тохтамыш не оставлял мысли о возвращении в Золотую Орду. Теперь экс-хан решил вновь искать поддержки у Тимура. И надежды эти были не безосновательны; занявший золотоордынский престол после смерти Тимур-Кутлука Едигей также вступил в конфликт со своим бывшим покровителем. В январе 1405 года (за месяц до смерти) Тимур принял послов Тохтамыша. Великий завоеватель обещал по окончании похода в Китай поддержать военной силой притязания Тохтамыша на золотоордынский престол. Однако смерть Тимура помешала осуществлению этих планов.
   После этого Тохтамыш, по словам Шереф-ад-дина, «скитался по степям», пока в 1406 году близ Тюмени его не убил Нуреддин, сын бывшего сокольничьего Тохтамыша – Едигея. В Сибири сохранился курган, который долгое время почитался местным мусульманским населением как могила хана Тохтамыша.