После отступления литовцев Дмитрий принялся восстанавливать разоренную вторжением страну, Владимир же принял под командование московские рати и в 1369 году по слову брата пришел на помощь новгородцам и псковичам, сражавшимся с рыцарями Тевтонского ордена. Укрепив северозападные рубежи Руси, он со славой вернулся назад.

Второе нападение Ольгерда (вторая «Литовщина») также не обошлось без участия серпуховского князя. В декабре 1370 году он встал с полками в Перемышле и, собрав союзные рати, вынудил литовцев отступить.

В боях с воинством опытного полководца Ольгерда крепло ратное искусство Владимира Андреевича, постепенно он выдвинулся в число лучших русских воевод. Когда пришло время сводить счеты с Тверью, союзничавшей с Литвой против Москвы, именно серпуховской князь повел московскую армию к этому верхневолжскому городу. Дмитрий Иванович прибыл к своим полкам уже после начала осады Твери, когда все необходимые распоряжения были сделаны Владимиром Андреевичем. Поначалу тверской князь Михаил Александрович надеялся на содействие Литвы и Орды, но помощь не приходила, и вскоре он запросил мира, подписав договор с Дмитрием, в котором признавал старшинство московского князя. Горько писать о вражде правителей русских княжеств, трудно определить кто из них более прав, но следует признать, что избранный первыми московскими князьями путь объединения русских земель оказался наиболее действенным. Это подтвердила история, и с ее беспристрастными доказательствами спорить сложно.

Победа над Тверью стала важной вехой в деле мобилизации русских сил для решающего сражения с Ордой. Еще один успех обозначился в 1379 году на литовском направлении. Казалось, еще недавно воины Ольгерда уверено и дерзко проникали в самую глубь московских владений, теперь же полки Владимира сами дерзко двинулись за литовский рубеж. Ольгерд к тому времени уже умер, среди его многочисленных сыновей кипели раздоры и распри. Московские власти решили воспользоваться этим и нанести удар по старому врагу. Поход закончился удачно. Русскому войску удалось овладеть городами Трубчевск и Стародуб. Это зримое проявление возросшей силы Москвы привлекло на ее сторону Дмитрия и Андрея Ольгердовичей, враждовавших со своим сводным братом Ягайло, не по праву, как они считали, ставшим великим князем литовским. Позднее Андрей Ольгердович Полоцкий и Дмитрий Ольгердович Брянский плечом к плечу с Владимиром Андреевичем и другими князьями стали против татар в страшной битве на Куликовом поле, где сошлись русские полки и орды Мамая.

Это столкновение стало неизбежным после отказа Дмитрия Ивановича платить дань Золотой орде. Сообщая об этом, летописец так и записал: «А князю великому Дмитрию Московскому было розмирие с татарами». Правивший тогда Ордой эмир Мамай в ярости бросил на Москву карательное войско мурзы Бегича, но гибельным стал этот поход для татар. На берегах рязанской реки Вожи пали и сам Бегич, и тысячи других ордынцев. После этой, действительно большой, победы, всем, и Мамаю в том числе, стало ясно, что силами небольшого войска объединившуюся Русскую землю не одолеть. Проклиная судьбу, ордынский «царь» стал готовить большой поход, собрав какие только можно было войска, и, кроме того, призвавший на помощь ненавидевшего Москву литовского князя Ягайло.

Узнав о планах врага, Дмитрий Иванович стал собирать войска. Многие князья откликнулись на призыв Москвы, и 15 августа 1380 года, в день Успения Пресвятой Богородицы, их войска соединились в Коломне, через пять дней выступив к Дону, навстречу Мамаю. Серпуховского князя в Коломне не было, он присоединился к главному войску позже у устья Лопасни на Оке.

В ночь с 7 на 8 сентября 1380 года русское войско переправилось через Дон и начало занимать позиции на Куликовом поле. Самое ответственное дело – командование Засадным полком – было поручено Владимиру Андреевичу и другому заслуженному воеводе, князю Дмитрию Михайловичу Боброку Волынскому. Полк был «утаен» (спрятан) в Зеленой дубраве на левом краю Куликова поля. В грянувшем 8 сентября на день Рождества пресвятой Богородицы сражении участия он поначалу не принимал. Трудно передать чувство горечи, переполнявшее стоявших в засаде воинов и воевод, видевших страшную атаку татарских конных орд, гибель многих соотечественников, из последних сил, сдерживавших напор ордынцев. И можно понять терзавшее князя Владимира стремление помочь сражавшемуся из последних сил войску. Рукой указывая на заполненное татарами поле боя, горько сказал он Дмитрию Боброку: «Беда, брате велика, что за польза будет скоро от нашего здесь стояния, кому будем помогать». Но рассудительный волынский князь уговорил его отложить атаку, дождавшись лишь ему ведомого знака. И когда переменился ветер, погнав пыль на татарские полки, то тогда только сказал Владимиру Андреевичу: «Час пришел, настало время!». Крупным наметом пошли тогда вперед кони, несущие воинов, на копьях которых мчалась смерть врагу.

Появление свежих сил в корне изменило положение на поле битвы. Не выдержав натиска, ордынцы бежали, старясь уйти из-под русских мечей. Во главе своих воинов Владимир Андреевич гнал и бил бегущих татар на протяжении 40 верст до реки Красивая Меча. За победу в Куликовской битве серпуховской князь получил в народе прозвище «Храбрый», а брат его Дмитрий – прозвание «Донской».

Радость по случаю одержанной над татарами победы была недолгой. В 1382 году на Русь обрушилось нашествие нового ордынского хана Тохтамыша. Узнав о приближении огромных полчищ врага, большинство князей поспешило покинуть Дмитрия Донского. Перейдя Оку татарские отряды быстро приближались к Москве. Тогда Дмитрий Иванович оставил свою столицу и ушел в Кострому. С собой великий князь увел лишь 2 тысячи воинов. 8 тысяч он оставил Владимиру Андреевичу, прикрывавшему дорогу на север. Больше всего Дмитрий Иванович рассчитывал на крепость стен московского Кремля. Однако татары перехитрили москвичей, во время затеянных переговоров ворвались в город и перебили его защитников. Гораздо худшей беды удалось избежать благодаря отважному серпуховскому князю. Во главе собранных им полков в сражении у Волока он разбил большой татарский отряд, тем самым вынудив хана начать отступление из русских пределов. Этой победой Владимир Андреевич еще более прославил свое имя, но к славе его взревновал Дмитрий Донской, по-видимому, чувствовавший вину за постигшую тогда Русь беду. Случай отыграться на брате представился достаточно скоро. В 1385 году, в войне с рязанским князем Олегом Ивановичем, внезапным налетом захватившим Коломну, Владимир Храбрый потерпел первое и единственное в жизни поражение. Все предпринятые серпуховским князем попытки отбить город провалились. Потеряв на приступах множество своих людей, Владимир Андреевич вынужден был отойти от стен, обагренных кровью его воинов. Коломну вернул Москве не меч, но слово. Сергий Радонежский сумел уговорить Олега Рязанского отдать город миром. По-видимому, неудача Владимира под Коломной разгневала Дмитрия Донского. Он рассорился с двоюродным братом, повелел схватить и сослать его старших бояр. Тогда же у Владимира Андреевича Храброго были отобраны из удела два города – Галич и Дмитров. В новой договорной грамоте он именовался уже не «младшим братом», а «сыном» московского князя. Лишь после смерти Дмитрия Донского с Владимира Андреевича и его ближних бояр была снята опала, и он вновь смог занять подобающее ему место в великокняжеском окружении.