Последние годы жизни великого князя Дмитрия Иоанновича были, вероятно, самыми трудными для него: после Куликовской битвы его ждали многие тяжелые испытания. Осенью 1388 года, свидетельствуют летописи, Дмитрия Иоанновича впервые посетили тяжелые болезни — сказалось нечеловеческое напряжение великого боя. В изнеможении была и вся Русская земля, оно сказалось при новых испытаниях, посетивших ее.
Той же весной, вскоре после примирения с двоюродным братом, тридцатидевятилетний князь «разболеся и прискорбен бысть вельми». Предполагают, что это было сердечное заболевание («и стенание прииде ко сердцу его»). Что ж, испытаний и переживаний, выпавших на долю Дмитрия Донского, хватило бы на много жизней. Больному становилось все хуже.
По его зову в Москву пришел троицкий игумен Сергий. Он утешал умирающего, давал ему последние напутствия, причастив тела Христова. Дмитрий Иоаннович повелел составить новое завещание. Духовная грамота была скреплена великокняжеской печатью и подписана девятью «боярами старейшими». Первой стояла подпись героя Куликова поля Дмитрия Михайловича Боброка-Волынского. Вторым подписался Тимофей Вельяминов, предводитель московского ополчения в славной битве. Два духовных лица присутствовали при утверждении завещания великого князя — игумены Сергий и Сильвестр.
В браке с Евдокией Дмитриевной, княжной Нижегородской, великий князь имел восьмерых (по другим данным — девятерых) сыновей: Василия (†1425), Иоанна (†1393), Иоасафа-Иоанна (†1393), Симеона (1377-1379), Петра (†1428), Андрея (†1432), Юрия (†1434), Даниила (род. в 1369 г.), Константина (†1434); и четырех дочерей: Анастасию (муж — Иоанн Всеволодович Тверской), Анну (муж — Юрий Патрикеевич Аитовский), Софию (муж — Федор Олегович Рязанский), Марию (муж — Симеон-Лугвений Ольгердович Аитовский).
Дмитрий Донской оставлял своим наследникам сильную державу. Она была намного обширней той, что получил он сам от отца. Все, что прирастил Дмитрий к своему княжеству, навсегда осталось во владении московских князей. Князь написал завещание в своей духовной грамоте: «…благословляю сына своего Василия своею отчиною великим княжением». Это был, пожалуй, самый весомый результат многолетних трудов и ратных подвигов Дмитрия Донского. Теперь судьба великого княжения владимирского уже не решалась золотоордынским ханом в зависимости от его расчетов и прихотей. Завещание Дмитрия Иоанновича отобразило немалые успехи, достигнутые на пути преодоления раздробленности Руси и обретения ею независимого бытия. Великое княжение Владимирское становилось «отчиной» старшего князя Московского дома. Это закрепляло впредь первенствующее положение Москвы среди русских земель и декларировало большую степень ее самостоятельности по отношению к Орде.
Согласно завещанию Дмитрия Донского, стольный град Москва считался обшим нераздельным владением князей — потомков Калиты. Каждый из них мог участвовать в управлении городом через своих наместников и имел собственную долю в доходах от торговых и судебных пошлин. Во владении Москвой Дмитрий Иоаннович, как известно, обладал двумя долями из трех. Один «жеребей» он завешал старшему сыну Василию. Второй был поделен поровну между младшими наследниками — Юрием, Андреем и Петром. Кроме того, часть доходов с торговых пошлин «тамги» и «осьмничего» принадлежало великой княгине Евдокии Дмитриевне.
По обычаю Дмитрий Иоаннович наделил своих сыновей уделами. Старший, Василий, получал Коломну с волостями и селами, Юрию доставался Звенигород, а также Галич — «купля» (приобретение) Ивана Калиты. В удел Андрею был завещан Можайск, а с ним — «деда купля» — Белоозеро, окончательно присоединенное к Москве после того, как старшие белозерские князья пали на Куликовом поле. Четвертый сын Дмитрия Донского, Петр, по завещанию получал Дмитров и «куплю Калиты» — Углич. Наконец, младшему из Дмитриевичей, Ивану, была отписана лишь небольшая и небогатая бортная волость Раменейца (район нынешнего Раменского). Не имел он доли в управлении и распределении доходов со столицы. Отец знал, что Иван тяжко болен и уже не жилец, а потому предоставил ему право передать свой удел тому брату, кто пожелает о нем позаботиться. Своей супруге, великой княгине Евдокии, Дмитрий Иоаннович также завещал села и волости. Она получила право перераспределения владений сыновей в случае смерти кого-либо из них. В духовной грамоте великий князь особо оговаривал: «А даст Бог сына, и княгиня моя поделит его, взявши по доли у больших его братьев». В семействе Дмитрия Иоанновича, лежавшего на смертном одре, ожидалось прибавление.
Великий князь еще успел увидеть своего сына, нареченного Константином. Восприемниками новорожденного были его старший брат Василий и Мария, вдова последнего московского тысяцкого, мать казненного Ивана Вельяминова. В какой-то момент умирающий Дмитрий Иоаннович почувствовал облегчение. Казалось, болезнь отступает, князь-ратоборец перебарывает ее: «И возрадовавшеся вси людие о сем». Но улучшение оказалось недолгим. Дмитрию вновь стало хуже. Твердости духа и мужества он не терял и перед лицом надвигавшейся смерти. Позвал жену и детей, долго беседовал с ними, наставляя в последний раз. Затем обратился к своим «боярам старейшим», благодарил за верную службу, просил так же верно служить сыну Василию. 19 мая 1389 года, в среду, в девятом часу вечера великий князь Московский и Владимирский Дмитрий Иоаннович, прозванный Донским, скрестил руки на груди, тихо смежил очи и больше их не открывал…
Похороны состоялись на следующий день. В Архангельском соборе тело усопшего отпевали Трапезундский митрополит Феогност, гостивший в те дни в Москве и оказавшийся высшим на то время церковным иерархом на Руси; Даниил, епископ Смоленский; Савва, епископ Сарский. Среди тех, кто проводил воителя Куликова поля в последний путь, был и Преподобный Сергий Радонежский.
Дмитрий Донской, чье княжение оказалось столь же судьбоносным и славным, сколь бедственным и кровавым, остался тем не менее в памяти потомков выдающимся правителем и полководцем, героем-воителем, одним из созидателей России.
«Нельзя по сказанию Летописцев, — писал Н. М. Карамзин, — изобразить глубокой душевной скорби россиян по поводу кончины великого князя. Долго стенали при его дворе и на посадах. Никто из потомков Ярослава Всеволодовича, кроме Александра Невского, не был столь любим народом и боярами, как Дмитрий Иоаннович… Аюбовь ко славе отечества, справедливость, добросердечие. Воспитанный среди опасностей и шума воинскаго, он не имел знаний, почерпаемых в книгах, но знал Россию и науку правления; силою одного разума и характера заслужил от современников имя орла высокопарнаго в делах государственных; словами и примером вливал мужество в сердца воинов, и, будучи младенцем незлобием, умел с твердостию казнить злодеев. Современники особенно удивлялись его смирению в счастии. Какая победа в древния и новыя времена была славнее Донской, где каждый Россиянин сражался за отечество и ближних? Но Дмитрий, осыпаемый хвалами признательного народа, опускал глаза вниз и возносился сердцем единственно к Богу всетворящему. Целомудренный в удовольствиях законной любви супружеской, он до конца жизни хранил девическую стыдливость, и ревностный во благочестии подобно Мономаху, ежедневно ходил в церковь, всякую неделю в Великий пост приобщался Святых Тайн и носил власяницу на голом теле; однакож не хотел следовать обыкновению предков, умиравших всегда Иноками: ибо думал, что несколько дней или часов Монашества перед кончиною не спасут души, и что Государю пристойнее умереть на троне, нежели в келье.
Таким образом, Летописцы изображают нам добрыя свойства сего Князя; и славя его как перваго победителя Татар, не ставят ему в вину, что он дал Тохтамышу разорить Великое Княжение, не успев собрать войско сильнаго, и тем продлить рабство отечества до времени своего правнука Иоанна III».
Никоновская летопись оставила для потомства портрет Дмитрия Иоанновича: «Сам крепок зело и мужественен и телом широк, и плечист, и чреват (дороден) вельми, и тяжек собою зело, брадою же и власы черн, взором же дивен зело… добродетельне и воздержане во всем целомудренне живяше, пустотных же бесед не творяше, глумления играния не любяше, срамных словес отбегаша, злонравных человек отвращашеся, отечество свое, державу свою мужеством своим крепко держаше… а умом совершен муж бяже, во бранех же храбр воин, и врагом своим страшен являшеся, многие ж враги, возстающия на ны победи…»
В предсмертной духовной грамоте Дмитрия Иоанновича были слова, на которые никто из его предшественников, занимавших великокняжеский престол соизволением татарских ханов, не мог бы решиться: «А переменит Бог Орду, дети мои не имут давати выхода в Орду…» Так впервые в важнейшем официальном документе московский государь высказал мысль о полной независимости от ханской власти. Не робкая надежда на лучшее будущее, а предначертание потомкам, руководство к действию слышались в этих словах. И трудно было не верить в их весомость после того, что произошло на Воже и на Дону. Победы эти лишь ненадолго разорвали узду вековой ордынской неволи. То был героический прорыв к независимости, потребовавший предельной концентрации и напряжения физических, материальных и духовных сил, стоивший большой крови.
Благоверный князь был похоронен в Архангельском соборе Московского кремля рядом со своими предками.
