В первой половине 1380 гг. особое место в политике Димитрия Иоанновича заняли отношения с Литвой, где продолжались раздоры, начавшиеся после смерти Ольгерда. В 1383 г. при посредничестве вдовствующей великой княгини Иулиании Александровны было заключено соглашение между её детьми Ягайло, Скиргайло (Иваном) и Корибутом (Дмитрием) и Димитрием Иоанновичем. Судя по сохранившемуся его краткому изложению, Литовский великий князь Ягайло обязался жениться на дочери Димитрия Иоанновича и принять православие. Очевидно, хотя об этом прямо и не сказано, такое соглашение означало и военно-политический союз между двумя странами и помощь Димитрия Иоанновича великому князю Литовскому в борьбе с его врагами. Осуществление такого соглашения означало бы вовлечение Литвы в сферу московского влияния, принятие литовцами православия способствовало бы усилению влияния «русского» населения Литовского великого княжества на литовское. По-видимому, именно это не устраивало литовское боярство, которое боялось в этом случае утратить господствующее положение в стране. Предпочтение было отдано другому решению – соглашению с соседней Польшей. По этому соглашению Ягайло, женившись на польской королевне Ядвиге, становился одновременно польским королём, он и его подданные-язычники принимали католичество. Объединение сил двух крупных государств не только укрепило власть литовского боярства над «русскими» землями Великого княжества Литовского, но и создало условия для возобновления литовского наступления на восток. 29 апреля 1386 г. в битве с литовским войском на реке Вехре (современная Вихра) под г. Мстиславлем погиб союзник Димитрия Иоанновича смоленский князь Святослав Иванович. В Смоленске «из литовской руки» был посажен его сын Георгия (Юрий) Святославич, его старший брат князь Глеб Святославич был уведён как заложник в Литву. Завоёванные Димитрием Иоанновичем позиции на черниговских землях также оказались под угрозой. В этих неблагоприятных внешних условиях Димитрий Иоаннович сумел сохранить положение самого сильного среди князей Северо-Восточной Руси, руководству которого подчинялись другие правители региона. В 1386 г. московский князь вступил в конфликт с Великим Новгородом, который к этому времени установил тесные связи с Литвой. Новгородцы не выплачивали «княжчин» – доходов, полагавшихся Димитрию Иоанновичу как новгородскому князю, а новгородские ушкуйники ранее разорили поволжские города Кострому, Нижний Новгород и др. В предпринятом против Великого Новгорода походе участвовали войска русских князей – союзников великого князя: правителей Нижнего Новгорода, Городца-Радилова на Волге, Ростова, Ярославля, Стародуба. Объединённое войско подошло к Великому Новгороду, и новгородцы были вынуждены удовлетворить требования великого князя, выплатив ему за «княжчины» и ущерб, нанесённый его землям, – 8 тыс. руб. Это были первые шаги для подчинения Великого Новгорода сильной великокняжеской власти. Одним из важнейших итогов правления Димитрия Иоанновича стало превращение земель Владимирского великого княжения в наследственное владение московских князей, что окончательно сделало их самыми сильными среди правителей Северо-Восточной Руси.