В сентябре 1379 года представители великого магистра и князя Кейстута заключили договор о мире на 10 лет. Однако этот договор не касался Ягайло. В марте 1380 года Ягайло заключил с представителями Тевтонского ордена секретное соглашение, в котором обязался не оказывать военной помощи соправителю в случае его столкновения с крестоносцами.

Книпроде позаботился о том, чтобы Кейстут узнал о вероломстве Ягайло. Этим он добился того, что литовские соправители начали подозревать друг друга в измене.

Ягайло согласился участвовать в совместном с татарами походе на Москву, который был намечен на начало осени 1380 года. Мамай выступил инициатором этого похода, так как за два года до этого Дмитрий Московский разгромил татарский карательный отряд на реке Воже и перестал выплачивать «ордынщину». Как раз в это время Мамай готовился к битве с новым правителем заволжской части Орды — ханом Тохтамышем. Поэтому отказ Московского княжества платить дань сильно подорвал политический престиж Мамая.

Собрав большое войско, Мамай двинулся на Москву. Ему навстречу вышел Дмитрий Московский. Ягайло отправился со своей армией на соединение с Мамаем, однако вскоре вдруг замедлил движение. Объяснялось это тем, что Ягайло столкнулся с сильной православной оппозицией в рядах собственного войска. Православные подданные Ягайло не желали сражаться с москвичами ради восстановления татарского ига на Руси.

Кроме того, в войске Дмитрия Московского находились два брата и политических конкурента Ягайло — Андрей и Дмитрий. Литовский князь вполне мог ожидать, что кто-то из его русских вассалов по примеру мятежных Ольгердовичей в решающий момент перейдет на сторону неприятеля. Учитывая все эти факторы, а также то, что совместная с татарами победа над московским войском ухудшит отношения с православным населением Великого княжества Литовского, Ягайло воздержался от участия в Куликовской битве.

Мамай напрасно прождал его в условленном месте целую неделю, а затем был вынужден в одиночку сражаться с московским войском. Потерпев поражение в Куликовской битве, Мамай спустя некоторое время был разгромлен ханом Тохтамышем, которого поддерживал могущественный Тамерлан. Вскоре после этого Мамай был убит при попытке укрыться в Крыму.

С этого времени Ягайло начал ориентироваться в своей политике на Тохтамыша, который спустя всего два года после Куликовской битвы сжег Москву и восстановил плату «ордынщины». Не принимавшие участия в битве, литовские воины все же подошли к Куликовскому полю в сентябре 1380 года. Отдельные литовские отряды атаковали обоз русского войска, в котором везли раненых. Атаковать главные силы Дмитрия Московского Ягайло не решился.

Поход 1380 года сильно подорвал престиж Ягайло. Его осуждали и за то, что он начал этот поход и за то, что не довел его до победного конца. Чтобы укрепить свои позиции в государстве, Ягайло решил опереться на помощь крестоносцев. В следующем году совместно с тевтонцами он осадил Полоцк, чтобы посадить там на княжение своего брата Скиргайло.

Союз Ягайло с крестоносцами вызвал гнев у старого Кейстута. Не меньший гнев вызвало у него и то, что Ягайло выдал свою сестру Марию замуж за фаворита Войдилу — безродного по происхождению. Кейстут внезапно нагрянул в Вильнюс, где в канцелярии Ягайло обнаружил компрометирующие того документы.

Ягайло был смещен с великокняжеского престола. Но по просьбе своего сына Витовта Кейстут оставил за Ягайло Кревские и Витебские уделы. Войдило был повешен. Скиргайло бежал из Полоцка под защиту Тевтонского ордена.

Ягайло, однако, не утихомирился. С помощью столичного купечества он поднял в Вильнюсе восстание, а затем во время переговоров вероломно схватил Кейстута и Витовта. Позднее Кейстут был задушен по приказу Ягайло в башне Кревского замка. Витовт бежал, переодевшись в платье служанки своей жены Анны Смоленской. Он был вынужден отдаться под защиту своих недавних врагов — Тевтонского ордена.