Jednak już rok później dzięki pomocy hospodara wołoskiego Włada Palownika Piotr został usunięty z tronu, a władzę w Mołdawii objął jego bratanek, Stefan III Wielki, uważany za najwybitniejszego władcę mołdawskiego.
Stefan Wielki panował w Mołdawii w latach 1457–1504. Podczas swojego panowania przeobraził Mołdawię w silny organizm państwowy, długo utrzymując niezależność wbrew interesom i ambicjom potężniejszych sąsiadów, dążących do jej podporządkowania. Zgodnie z tradycją Stefan zwyciężył w 34 ze swoich 36 bitew; stał się sławny w Europie na skutek stawianego przez długi czas oporu wobec Turków. W początkach swoich rządów udało mu się odzyskać Kilię (1465), a następnie pokonać pod Baia odwetową wyprawę króla węgierskiego Macieja Korwina (1467). Pokonał także Tatarów oraz najeżdżał Siedmiogród. Od 1470 r. prowadził aktywną politykę na Wołoszczyźnie bardzo często interweniując tam zbrojnie w celu osadzenia na tronie książąt zorientowanych antyosmańsko. To zaowocowało reakcją imperium osmańskiego – Stefan jednak pokonał wielką turecką wyprawę w głośnej bitwie pod Vaslui w 1475 r. Zdołał także dzięki pomocy węgierskiej oprzeć się kolejnej wyprawie (mimo porażki w bitwie) w 1476 r. W 1481 r. został jednak już zmuszony do płacenia haraczu Turkom, a w 1484 r. utracił na ich rzecz porty czarnomorskie.