У прољеће 1371. Марко је учествовао у припремама за војни поход против Николе Алтомановића, главног српског великаша у западном дијелу Царства. Поход су здружено припремали краљ Вукашин и господар Зете Ђурађ I Балшић, који је био ожењен краљевом ћерком Оливером. Јула те године, Вукашин и Марко су логоровали са својом војском на Балшићевој територији крај Скадра, спремни да направе пробој у Алтомановићеву земљу у правцу Оногошта. Овај напад се није догодио, пошто су Османлије запријетиле господару Сера деспоту Јовану Угљеши, млађем краљевом брату који је владао источном Македонијом. Војне снаге Мрњавчевића брзо су преусмјерене ка истоку. Након безуспјешног покушаја да нађу савезнике, два брата су самостално продрла са својим трупама у територију под османском контролом. У Маричкој бици 26. септембра 1371, Турци су потпуно уништили српску војску; чак ни тијела Вукашина и Угљеше нису пронађена. Мјесто борбе, у близини села Орменио на истоку данашње Грчке, Турци и данас називају "Sırp Sındığı" „српска погибија“. Исход ове битке имао је озбиљне посљедице: врата Балкана била су широм отворена за даље турско напредовање.