Der byzantinische Kaiser Michael VIII. Palaiologos versuchte diese Situation auszunutzen und intervenierte in Bulgarien.Er schickte Iwan Asen III., den Sohn des ehemaligen Kaisers Mitso Asen, an die Spitze einer großen byzantinischen Armee, um den bulgarischen Thron zu erobern.Gleichzeitig stachelte Michael VIII. die Mongolen zu einem Angriff aus dem Norden an und zwang Ivaylo, an zwei Fronten zu kämpfen.Ivaylo wurde von den Mongolen besiegt und belagerte die wichtige Festung Drastar.In seiner Abwesenheit öffnete der Adel in Tarnovo Ivan Asen III. die Tore.Ivaylo brach jedoch die Belagerung ab und Ivan Asen III floh zurück in das Byzantinische Reich.Michael VIII. entsandte zwei große Armeen, die jedoch beide von den bulgarischen Rebellen im Balkangebirge besiegt wurden.In der Zwischenzeit hatte der Adel in der Hauptstadt einen der ihren zum Kaiser ausgerufen, den Magnaten George Terter I. Umgeben von Feinden und mit schwindender Unterstützung aufgrund der ständigen Kriegsführung floh Ivaylo an den Hof des mongolischen Kriegsherrn Nogai Khan, um Hilfe zu suchen. wurde aber schließlich ermordet.Das Erbe der Rebellion blieb sowohl in Bulgarien als auch in Byzanz bestehen.