Археологический материал с Куликова поля достаточно беден и не даёт возможности представить, как выглядело вооружение русского и ордынского войск. Основным источником для подобной реконструкции являются археологические находки из других регионов, изобразительный материал (иконы, миниатюры) и письменные источники — описания битвы в литературных памятниках Куликовского цикла.
Оборонительное вооружение русского воина состояло из шлема, кольчатого или пластинчатого доспеха и щита. Для XIV—XV вв. типичными были шлемы куполообразной, слегка вытянутой вверх формы. Они имели кольчатые или пластинчатые бармицы, закрывавшие затылок и шею. Возможно, использовались и шишаки — полусферические (реже пирамидальные) каски с назатыльником, наушами, козырьком и носовой стрелкой. В «Задонщине» говорится: «Гремели князей русских доспехи и мечи булатныя и шишаки московские».
Кольчужный доспех был распространён в русском войске XIV—XVI вв. Одна из таких кольчуг найдена на территории Куликова поля. Она изготовлена из попеременно сваренных и склёпанных колец (одно склёпанное продевается в четыре сваренных). Ширина этой кольчуги в подоле и в подмышках — 74 см, длина от плеча до подола — 89 см. Общий вес — 10 кг 300 г. Учитывая, что на этом экземпляре имеются повреждения, вес кольчуги должен быть ещё большим.
Другим видом доспеха служил пластинчатый доспех, именуемый в источниках «золочёным», «светлым». Пластинчатый доспех изготовлялся в виде кирасы, нагрудная и наспинная часть которой скреплялись по бокам ремнями, руки воинов от локтей были открыты, потому доспех надевался сверху на кольчугу. Пластинчатый доспех представлял собой наборную конструкцию из пластин, крепившихся к суконной основе. Такие пластины-доски подвергались золочению или серебрению, что и вызвало литературные ассоциации авторов повестей о Куликовской битве, противопоставлявших светлые доспехи русских воинов «тёмной силе татарской», облачённой в кожаные и войлочные доспехи. Пластинчатые доспехи были достаточно широко распространены, что подтверждается обозначением в памятниках Куликовского цикла русских отрядов как «кованой рати».
Наступательное оружие русского войска было представлено мечами, кончарами (узколезвийное прямое колющее оружие длиной более 1 м, предназначавшееся для поражения противника сквозь пластинчатый или кольчатый доспех), кинжалами, копьями или пиками, имевшими наконечники листовидной формы, боевыми топорами-чеканами, рогатинами, луками и стрелами. На Куликовом поле найдены наконечники копий удлинённо-треугольной, листовидной и двушипной форм, относящиеся к XIV в.
Оборонительный доспех татарских воинов представлял собой панцирь или кольчугу. Панцири были достаточно разнообразны; они сочетали в себе кольчужное плетение с металлическими или стальными пластинками. Большой популярностью пользовался и так называемый ламеллярный доспех, выполненный из узких металлических или кожаных пластинок, связанных между собой ремешками. Другого типа панцирь изготовлялся из полос железа, крепившихся к твёрдой толстой коже. Наконец, часто встречались комбинированные типы доспехов, сочетавшие в себе те или иные технические принципы устройства. «За-донщина» упоминает и «боданы бесерменские», т. е. байданы — кольчуги из плоских, рубленных из стального листа колец. Особенно распространены были среди монгольского и татарского войска панцири из мягких материалов, изготовлявшиеся из многих слоёв войлока, кожи или ткани, простёганных и проложенных металлом. Помимо панцирей употреблялось оборонительное вооружение, закрывавшее не только корпус, но и руки и ноги: налокотники, наколенники и наголенники (состоявшие из двух стальных пластин). Кроме того, использовались наплечники и воротники-ожерелья, закрывавшие шею, плечи и верхнюю часть груди и спины. Щиты татарских воинов были в основном круглые, несколько выпуклые, диаметром около 50 см. Они плелись из прутьев и обтягивались разноцветными шерстяными или шёлковыми нитями. Менее распространены были круглые щиты из твёрдой кожи. Щиты украшались фигурными пластинками — умбонами и расписывались.
Монгольские и татарские шлемы XIV в. поражают богатством и разнообразием форм. Большинство из них имело сфероконическую форму. Они изготовлялись из нескольких отдельных элементов: купола из 2—6 секторов, венца, навершия. Со второй половины XIV в. распространяются шлемы с куполом, выкованным из единого куска металла, а иногда и полностью цельнокованые. Широко использовались науши, бармицы и другие детали шлемов, защищавшие затылок, шею и горло. Зачастую они крепились и к верхней части шлемов, полностью закрывая лицо и оставляя только прорези для глаз. Ирано-монгольские шлемы последней трети XIV в. имели фигурные стальные пластины, крепившиеся спереди к нижнему краю шлема, аналогичные европейским налобным пластинкам и наносникам.
Наступательное вооружение татар, известное по письменным источникам и археологии, — это сабли, кинжалы, копья, боевые топоры, железные крюки для стаскивания противника с лошади, луки и стрелы.