斯特凡接连打败匈牙利国王和鞑靼的入侵，声威大震。这两次战争都以漂亮的歼灭火战结束，充分显示出斯特凡杰出的军事指挥才能。这两次胜利大大增强了摩尔多瓦人民抗击侵略、捍卫民族独立的勇气和信心。斯特凡觉得时机已成熟了，他开始实施设想已久的计划，像他钦佩的扬库·洪尼阿德大公那样，建立罗马尼亚三国的反奥斯曼同盟，团结整个罗马尼亚民族的力量来抗击土耳其人的入侵，为基督教世界牢牢守住门户。
这时，南方的蒙特尼亚控制在亲土耳其的拉杜大公手里。蒙特尼亚位于喀尔巴阡山南侧和多瑙河以北，战略地位十分重要，是往西通往匈牙利和西欧、往北通往摩尔多瓦、波兰和立陶宛的门户，土耳其人通过傀儡控制了蒙特尼亚，等于掌握了通往欧洲大门的钥匙，随时可以发动侵略。必须把蒙特尼亚从土耳其人手里夺过来。
从1470年起，斯特凡趁土耳其人忙着在亚洲同土库曼人打仗的机会，多次出兵蒙特尼亚，要把拉杜大公赶下台。1473年底，斯特凡终于在一次战役中击溃拉杜的军队，乘胜攻占了蒙特尼亚首都登博维察堡（布加勒斯特），扶立拉约特·巴萨拉布为君。巴萨拉布答应参加反奥斯曼同盟。
精明的穆罕默德苏丹觉察到斯特凡所追求的目的，决定组织一次紧急讨伐。奥斯曼帝国的希腊总督，土耳其军队最出色、最凶恶的统帅，宦官苏里曼接到苏丹的诏令，要他率领他的全部兵力进攻摩尔多瓦，把那个胆大妄为的大公押到伊斯坦布尔去接受惩罚。
斯特凡大公一听到消息，立即派人分头向波兰国王卡西米尔和匈牙利国王马特伊求援。
马特伊虽然是他的冤家对头，但这人在反抗土耳其侵略方面还是一条好汉，而且保卫摩尔多瓦也就是保卫波兰和匈牙利，土耳其人是决不会只停留在摩尔多瓦境内的。斯特凡还同时派人给教皇和威尼斯送去了求援信。
基督教盟友的援军迟迟不见来，土耳其的大军却已经出动了。公元1474年初冬，苏里曼从阿尔巴尼亚的斯库台堡出发，率领12万木军横穿希腊北部，经色雷斯、保加利亚向多瑙河挺进。船只满载着粮草和服装从黑海驶向多瑙河口。斯特凡花了不少力气扶上台的巴萨拉布大公这时已投降了土耳其，而且为虎作伥，为侵略军大效犬马之劳。
摩尔多瓦面临独立以来最严峻的考验。斯特凡大公立即发出全国紧急动员令，并在瓦斯卢伊宫建立大营，指挥抗击土耳其入侵的战争。他再次派出使者向基督教各国君主和教皇庇护紧急求援。正在欢度圣诞节的各国君主依旧只是口头上许诺，只有波兰派来了两千援军，特兰西瓦尼亚的塞克列人佩服斯特凡大公是个英雄，倒呼啦啦来了五千人自愿参战。
由于时间紧迫，斯特凡只集结起四万军队，而且大部分是刚放下犁杖的农民，加上援军也不到五万人。斯特凡清醒地估量了敌强我弱的形势，决定再次采用诱敌深入、坚壁清野、沿途袭扰、伺机决战的策略。
圣诞节时，土军前锋侵入了摩尔多瓦国境。摩尔多瓦的农民战士们遵照统帅的命令，掩藏粮食和牲畜，填塞水井或往井里下毒，躲在森林里袭击敌人，夜里摸进敌营放火。另外一些人数较多的部队则在每一处险要关口阻击敌军，他们熟悉地形，一旦遇险就及时转移到下一处隘口继续抵抗。天公似乎也来帮忙，接连数天阴雨绵绵，河谷里洪水泛滥，道路堵塞。
土耳其大军追踪着斯特凡的军队，在山谷里艰难而缓慢地跋涉，尝尽苦头，疲惫不堪。他们一路骂声不断，恨不得抓住斯特凡生吞活剥了他。
土耳其大军终于还是逼近了瓦斯卢伊，决战的时候到了。斯侍凡大公把大臣和将领们召到瓦斯卢伊宫的议事厅，带领他们吻着十字架向基督起誓，决心与入侵的异教徒决一死战。
随后，大公对战斗进行了周密部署。大臣和将领们喝过誓师酒后，都匆匆赶回自己的部队去了。
斯特凡精心选择的战场就是瓦斯卢伊城南的沼泽地，这里是拉科瓦河与伯尔拉德河的汇合处，沼泽两岸只有一座高桥相通，是土军的必经之地。这种地形使土军不能发挥大兵团作战的优势，其重甲骑兵也不易涉越，但却有利于摩尔多瓦轻骑兵的袭击。
公元1475年1月上旬的最后两天，斯特凡大公看见浓雾笼罩着大地、森林和沼泽，他在胸前虔诚地画了个十字，说：“这是上帝在帮助我。”随即，迅速下达了作战命令。10日拂晓，摩尔多瓦的轻装部队在当地向导的带领下，运动到沼泽另一边的小树丛里，向正在前进的土耳其军队突然发起虚张声势的攻击，他们擂鼓吹号，大声呐喊，并纷纷放箭。
搜寻已久的敌人终于出现了。土耳其将军们立即作出反应，把部队转向一侧，向沼泽冲去，并督促后队跟上，以便包围和歼灭敌人。土军艰难地涉越过沼泽，冲到树丛跟前。浓雾挡住了视线，他们以为树丛后面就是开阔地带，敌军正摆好了阵势等他们去决战。兴奋的土军将领下令夷平树丛，整队进攻。正当他们朝假想的敌人冲去时，斯特凡大公的主力部队从侧翼和背后分三路杀了出来，这个打击突然，迅速而有力，造成了土军的恐慌。炮车和牲畜陷进了沼泽，乱作一团的士兵你冲我撞，在雾中自相残杀。后退也是死路一条，只有奋力前进才是生路。前锋部队砍倒树丛后，绝望地发现前面是另一片沼泽。但他们别无选择，只能继续跋涉，这样正好落入了摩尔多瓦人的伏击圈。
土耳其大军整个被驱赶进了沼泽，弩箭、标枪和霰弹暴雨般落到他们头上，摩尔多瓦的轻骑兵到处截杀爬出沼泽的土军士兵。战斗持续了三天三夜，奥斯曼帝国的12万大军全军覆没，土军统帅、副王和八名著名的总督当场就擒，沼泽里死尸枕藉，血腥扑鼻，惨不忍睹。
瓦斯卢伊战役（也称高桥战役）的胜利震动了世界，这是奥斯曼帝国开始扩张以来，基督徒对土耳其人所取得的最大一次胜利。基督教国家的人民欢欣鼓舞，斯特凡也因之成了轰动一时的传奇英雄，人们称颂他是喀尔巴阡山的雄鹰，伟大的战士和统帅。
斯特凡并未陶醉于胜利和荣誉而忘乎所以，他清醒地看到，更大的危险和更严峻的考验将不可避免地很快到来。他在胜利后不久写给基督教各国君主的信中说：“那个邪教徒皇帝听到这一切，必定图谋报复，将在五月亲率大军，倾巢出动，扑向我们。我们的国家，基督教世界的这座大门一旦失守，整个基督教世界就将处于危险之中。因此，我请求诸位派遣你们的勇士前来援助我们打击基督教世界的共同敌人……”为此，他还派出使者，携带缴获的奥斯曼军旗，去献给波兰国王和匈牙利国王，请求他们援助。两位国王都信誓旦旦地满口答应。斯特凡还向教皇庇护和其他基督教君主派去求援的使者。
斯特凡断定奥斯曼苏丹会倾尽全力来报复，下一次战争将是一场极其艰苦激烈的大战，同时也是一次机会。他如果能像扬库·洪尼阿德大公那样，组织起一支强大的多国联军，一举击溃奥斯曼军队，也许将从此解除土耳其异教徒对基督教世界的威胁。由于基督教各国君主心胸狭隘，目光短浅，他们已经觉得这个强悍的摩尔多瓦大公对他们是一个威胁，巴不得他同土耳其人拼个两败俱伤。因此，斯特凡的雄心壮志将注定成为泡影，他本人也将注定成为一个孤军奋战，备尝艰辛和屈辱的英雄。
正如斯特凡所预料的那样，穆罕默德苏丹对高桥惨败大为震怒。他处罚了有关大臣，自己绝食三天，以示报仇雪耻的决心。这一年五月中，讨伐开始了。苏丹亲自挂帅，驻跸奥德里。如云的舰队将向北方集结，阿纳托利亚，希腊、阿尔巴尼亚和保加利亚的奥斯曼军队将分12路向多瑙河沿岸城堡和渡口进发，每尊大炮用十对牛牵引，小炮用六对牛，数千辆大车满载粮草和用具，各式各样的兵种混杂在一起。奥斯曼帝国的庞大战争机器开动了。
可是，一种普通的疾病——风湿痛，使运转的机器嘎嘎地缓慢停下来。穆罕默德虽然还不满50岁，但是操劳、战争——他每年都要打仗，和没有节制的肉欲，使他的健康受到损害。这一年夏天潮湿多雨，风湿痛发作得更加厉害，使他行动困难。病一时治不好，他又不愿把惩罚摩尔多瓦人的胜利让给别人去享受，战争于是一天天拖下来，直到第二年春天。
穆罕默德的风湿痛为斯特凡争取到近一年的时间，可是不断的外交努力仍然没能争取到任何具体的援助，只有一大堆许诺和一纸令他屈辱的条约：那是他1475年7月同匈牙利国王马特伊签订的，他承认马特伊的宗主权，马特伊则答应给予他政治和军事援助。这时，发生了威尼斯人的叛卖行为，他们同土耳其苏丹缔结了停战协定，出卖了黑海沿岸同摩尔多瓦大公有着友好和亲戚关系的卡法和曼谷普城堡。斯特凡怀着悲愤的心情，决心独自抗击奥斯曼侵略军。
1476年春天，穆罕默德出征的消息一传来，斯特凡就命令摩尔多瓦的所有教堂和修道院进行祈祷，全体战士斋戒一日。然后告别了家人，带着长子亚历山德鲁和部队起程南下。五月末，他在雅西接见了穆罕默德的来使，断然拒绝了土耳其苏丹要他投降、纳贡、交出城堡和送儿子做人质的要求。战争已不可避免。
就在20万奥斯曼大军一浪接一浪从南涌来的时候，土耳其人的帮凶鞑靼人也侵入摩尔多瓦北部，与奥斯曼军队相呼应，对摩尔多瓦形成南北夹攻之势。斯特凡只好把来自北方的民军派回去保卫家园，自己亲率一万二千精兵抗击奥斯曼侵略军。面对十几倍于己的强大敌人，斯特凡仍然采用行之有效的老战术。他下令实行彻底的焦土抗战，无法带走的粮食和器物一概烧毁，并烧掉大路附近的青苗和草堆，用煮熟的毛茛往水井里投毒。他亲自指挥军队据险防守，步步阻击，并派出游击队袭扰敌营，使侵略军无法安睡。斯特凡的战术使敌军吃够了苦头。土耳其编年史家西亚德丁在记述这次战争时，写道：“军队一连数天不知往何处行进，找不到粮秣，也无法安眠。”
7月26日，在战地村附近的白谷一带的森林里，发生了摩尔多瓦有史以来最激烈残酷的战斗。斯特凡亲率主力部队在这里袭击挺进的奥斯曼军队，他期待重演高桥之战的胜利。虽然摩尔多瓦战士们又一次表现出伟大的英雄气概，但敌人实在过于强大了，经过一天的殊死战斗，摩尔多瓦勇士们大部分倒在了他们热爱的土地上，其中有许多著名的大臣和将领。斯特凡带领剩余的部队，借助防御工事和夜幕的掩护撤进了深山。
获胜的奥斯曼军队趾高气扬，一路抢掠烧杀，占领了摩尔多瓦首都苏恰瓦。后宫眷属、政府和人民早已疏散，土耳其人得到的只是一座空城，他们忿而将这座名城付之一炬。
但是战争并不像侵略者所想象的那样已经结束。不屈不挠的斯特凡又从山上的牧羊人和农民中集结起一万六千名战士，开展了一场全面的游击战争。时值酷暑干旱，粮草缺乏，土耳其的军需部队到处受到袭击，马匹被砍死，牛被扎破肚子，大车被烧毁。上帝也终于来帮忙了，鼠疫开始流行，大量士军感染了这种可怕的疾病，浑身乌黑地死在异国的土地上。匈牙利国王大概觉得双方都拼得差不多了，于是也派来了援军。穆罕默德见势不好，下令撤军。士军在8月末掉头南下，急欲逃离这个可怕的国家，沿途又遭到摩尔多瓦军队的袭击，损失惨重。与此同时，鞑靼人在北方的入侵也被击退了，余部流窜到沿海一带后被歼。
摩尔多瓦人民在斯特凡大公的领导下，以同仇敌忾，英勇牺牲的精神，又一次捍卫了祖国的独立和自由。但这次胜利的代价也十分惨重，经过蝗阵般的奥斯曼大军的蹂躏，整个国家已经奄奄一息和一片荒凉。斯特凡在战争结束后立即带领大臣们到南方各地视察，慰勉百姓，偿还他们的牲口，重新修缮烧毁的寺院和房屋，并亲自在战火燃烧过的土地上下种。他要尽快使国家和人民从毁灭中恢复元气和信心，以迎接今后的挑战。