Первостепенное значение, естественно, придавалось поискам в геологических слоях района археолого-палеогеографического среза, соответствующего времени Куликовской битвы. И этот срез был обнаружен в пойменных отложениях реки Непрядвы вблизи ее впадения в Дон. Открытие не было случайным: пойма Непрядвы и Дона сразу привлекла к себе особое внимание географов. Дело в том, что поймы рек постоянно нарастают за счет ежегодного отложения приносимых паводковыми водами осадков. Эти ежегодные осадки образуют своеобразную пойменную летопись, где зафиксирована важная палеогеографическая, а иногда и археологическая информация.
Даже первое обследование берега Непрядвы принесло интересные археологические находки: в отвалах и осыпях пятиметровой отвесной стенки поймы были найдены неолитическая керамика и, что самое важное, фрагменты древнерусских сосудов, близких к эпохе Куликовской битвы: Более обстоятельное изучение поймы Непрядвы, позволило в дальнейшем выявить здесь культурные слои эпох неолита, ранней бронзы и древнерусских селищ XIII–XIV веков. Здесь также были обнаружены пыльца и споры древней растительности, что дало возможность выявить характер изменения ландшафтов района устья Непрядвы за последние 6000 лет. Изучение пойменных осадков позволило также получить важные сведения об изменении водного режима Непрядвы и верховьев Дона в прошлом. Работа на пойме дополнялась исследованием рельефа и почв всего правобережья Дона в районе устья Непрядвы. Все эти данные имеют существенное значение для уточнения места Куликовской битвы.
Все древние письменные источники единогласно указывают место сражения: «…за Доном на усть Непрядве», не определяя прямо, на каком берегу Непрядвы оно произошло. Важные уточнения были сделаны в начале XIX века С. Д. Нечаевым — человеком прогрессивных взглядов, связанным с декабристами. Он был большим энтузиастом изучения Куликова поля, на землях которого располагалось его имение. В статье, опубликованной в «Вестнике Европы» за 1821 год, он писал: «Куликово поле… по преданиям историческим, заключалось между Непрядвой, Доном и Мечею. Северная его часть, прилегающая к слиянию двух первых, и поныне сохраняет между жителями древнее наименование». Именно здесь, на правом берегу Непрядвы, свидетельствует С. Д. Нечаев, «выпахивают наиболее древних оружий, бердышей, мечей, копий, стрел, также медных и серебряных крестов и окладней» — ясных свидетельств битвы в этом районе.
Эта схема локализации битвы на правом берегу Непрядвы была принята большинством исследователей и продолжала господствовать до настоящего времени. Однако недавно некоторые ученые, указывая на отдельные противоречивые места в летописях и сказаниях, высказали предположение, что битва происходила на левом берегу Непрядвы (статьи К. П. Флоренского и В. А. Кучкина в журнале «Природа», 1984, № 8). Не вдаваясь в дискуссию, отметим, что полученные нами результаты междисциплинарного изучения Куликова поля свидетельствуют в пользу «правобережной». концепции С. Д. Нечаева. Она в дальнейшем будет подтверждена по мере изложения фактического материала. Но вопрос о происхождении названия Куликово поле потребует дополнительного разъяснения.
Вместе с тем в указанных публикациях совершенно верно обращено внимание на необходимость изучения почв, растительности, гидрологии не только правобережного, но и левобережного района Непрядвы.
Летописи свидетельствуют, что битва происходила в лесостепном районе, где степь преобладала. «Сказание о Мамаевом побоище» сообщает: «Было то поле чистое и велико очень». Постоянно говорится о «зеленой ковыль-траве на поле Куликовом». На степном фоне существовала и лесная растительность. Засадный полк, решивший исход сражения, скрывался в Зеленой дубраве. Князь Дмитрий Иванович был найден после битвы раненым в дубраве под березой. По данным писцовых книг XVI–XVII веков, дубравы тянулись по берегам Непрядвы на многие километры.
И в настоящее время Куликово поле расположено в лесостепи, всего в 30–40 км от южной окраины лесной зоны. Район относится к северной окраине Среднерусской возвышенности, в основе которой залегают известняки девона и карбона, перекрытые маломощным плащом современных рыхлых отложений. Поле, по данным геоморфологов М. П. Гласко и Л. Н. Былинской, — это холмистоувалистая равнина со сглаженными и мягкими очертаниями. Ее поверхность изрезана сетью балок глубиной до 30 м. Для правого берега Непрядвы характерны более сглаженные очертания рельефа: здесь преобладают широкие балки с пологими склонами и с маломощным плащом современных осадков на их днище. На левобережье рельеф более сильно расчленен крутосклонными балками, которые глубоко врезаны до коренных пород и заполнены значительной толщей рыхлых осадков. Возможно, что эти различия связаны с неодинаковой интенсивностью освоения этих территорий в прошлом.