«Того же лета князь Володимер Андреевичь заложи град Серпухов в своей отчине и повеле в едином дубу срубити его».
Время основания Серпухова пока не поддается точному определению. Две духовные грамоты Ивана Калиты, содержащие первое упоминание о городе, до сих пор не имеют точной датировки. Князь Иван Калита составил их «идя в Орду», перед поездкой к золотоордынскому хану, так как не был вполне уверен в благополучном исходе этой поездки. Калита поделил свои владения между тремя сыновьями. В перечне земель, предназначавшихся в удел младшему сыну Андрею, мы и встречаем первое упоминание Серпухова: «А се даль сыну своему Андрею: Лопасну, Северьску, Нарунижское, Серпухов…» Большинство историков относит дату написания этой духовной к 1336 или к 1339 году, связывая ее с двумя последними поездками князя Ивана в Орду.
Рассказ о строительстве города (крепости), помещенный в Московском летописном своде под 1374 годом, свидетельствует о возросшем значении Серпухова и о желании московских князей превратить его в надежный южный форпост Московского государства. Наследник Андрея Ивановича, князь Владимир Андреевич, двоюродный брат Дмитрия Донского, его сподвижник в борьбе за сплочение русских земель и освобождение от татаро-монгольского ига, принял для этого особые меры, повелев «жиищим же ту человеком и приходящим отинуды, ту жити хотящим, подать многу волю и льготу».
Можно предположить, что события 1374 года, когда монголо-татарское войско, опустошив Рязанское княжество, двинулось к окскому рубежу Московского княжества, вынудили князя Владимира Андреевича принять столь срочные меры по укреплению южных границ. Правда, к счастью, все обошлось благополучно. «Князь великий Дмитрий Иванович Московский собрался со всей силой своей, стоял у реки Оки на берегу, и брат его, князь Владимир Андреевич, пришел к нему из Нижнего Новгорода на берег к Оке, и татар не пустили и все лето там стояли».
Мысль Н. Н. Воронина о том, что географическое размещение архитектурных сооружений во времена Дмитрия Донского определялось подготовкой к решающей борьбе с татарами, убедительно подтверждается на примере Серпухова. В 1360 — 1362 годах митрополит Алексей, выдающийся политический деятель и просветитель Московской Руси, ставит в дремучем бору, на правом берегу Нары, Владычный монастырь. В 1374 году, одно-временно со строительством деревянного кремля, Сергий Радонежский основывает по просьбе серпуховского князя на высоком левом берегу Нары Высоцкий монастырь. Серпухов превращается в крупное укрепление, включающее кремль, Высоцкий и Владычный монастыри. В 1380 году, уже перед самым выступлением русского войска, отправлявшегося на историческую Куликовскую битву, в кремле был освящен новый Троицкий собор.
О роли, которую играл Серпухов в подготовке победы в Куликовской битве, образно говорится в «Задонщине» :
«На Москве кони ржут,
Трубы трубят на Коломне,
Бубны бьют в Серпухове,
Звенит слава по всей земли Русской».
Вместе с воеводой Боброк-Волынским князь Владимир Андреевич Серпуховской командовал засадным полком, решившим исход сражения. Благодаря выдающейся роли, которую он сыграл на Куликовом поле, князь получил прозвище Храброго.
В честь победы в 1381 году в «княжем» Высоцком монастыре сооружается каменный соборный храм Зачатия богородицы и Покровская церковь с трапезной. Эти здания продолжили каменное строительство в городе, начатое в 1362 году сооружением Введенского собора Владычного монастыря.
В 1382 году хан Тохтамыш, переправившись через Оку, сжег Серпухов и разграбил монастыри. Испытал город и нашествие Едыгея 1408 года. «Взят град Серпухов»,- записал летописец под 1409 годом, отмечая разорение города Свидригайлом, неожиданно разорвавшим дружбу с Василием I. Но город быстро оправлялся после набегов, отстраивался. Стимулом к этому было то военное и экономическое значение, которое приобрел Серпухов в конце XIV века.
После смерти князя Владимира Андреевича (1410) Серпухов перешел во владение его старшего сына Ивана. В середине XV века раздробленные земли Серпуховского удела сумел собрать воедино последний серпуховский князь Василий Ярославич. Но после того как он был схвачен Василием II и умер в Вологде «в железях» (1483 г.), Серпухов был присоединен к Москве.