Năm 1370, các hoàng tử con vua Minh Tông lật đổ Dương Nhật Lễ (xem phần "Thời kỳ suy tàn" bên dưới) lập Trần Nghệ Tông. Mẹ Nhật Lễ chạy sang Chiêm Thành xui vua Chiêm đánh Đại Việt. Lúc đó thế lực nhà Trần suy yếu, Chiêm Thành có ý khởi binh đánh đòi lại hai châu đã mất. Đến đời vua Trần Duệ Tông, vua Chiêm Thành là Chế Bồng Nga quấy rối biên giới, vua Duệ Tông sai Đỗ Tử Bình đem quân trấn giữ Hóa Châu. Bồng Nga đem 10 mâm vàng dâng lên. Tử Bình ỉm đi, cướp làm của mình, nối dối là Bồng Nga ngạo mạn vô lễ, nên đem quân đánh. Duệ Tông giận lắm, quyết ý thân chinh. Cuối năm 1376, quân Trần xuất phát. Năm 1377, quân Trần chiếm cửa Thị Nại (Quy Nhơn ngày nay) rồi tiến đánh kinh thành là Đồ Bàn. Lúc đó Chế Bồng Nga, một ông vua có tài thao lược, dùng kế dụ quân Trần vào ổ mai phục đánh tan. Vua Trần Duệ Tông bị tử trận, Hồ Quý Ly, Đỗ Tử Bình rút quân bỏ chạy về nước. Thừa thắng xông lên, Chế Bồng Nga nhiều lần mang quân sang đánh phá Đại Việt, Hồ Quý Ly nhiều lần bị bại trận, quân Chiêm ba lần chiếm được kinh thành Thăng Long, vua tôi nhà Trần phải bỏ thành chạy. Quân Chiêm cướp phá kinh thành rồi rút về. Đỗ Tử Bình chỉ bị đồ làm lính 1 năm rồi sau đó lại được nhấc lên địa vị cao hơn.