Bizantski car Mihael VIII Paleolog pokušao je iskoristiti ovu situaciju i intervenirao u Bugarskoj.Poslao je Ivana Asena III., sina bivšeg cara Mitsa Asena, da preuzme bugarsko prijestolje na čelu velike bizantske vojske.Istovremeno, Mihael VIII je potaknuo Mongole da napadnu sa sjevera, prisilivši Ivajla da se bori na dva fronta.Ivajla su porazili Mongoli i opkolili ga u važnoj tvrđavi Drastar.U njegovoj odsutnosti, plemstvo u Trnovu otvorilo je vrata Ivanu Asenu III.Međutim, Ivajlo je prekinuo opsadu, a Ivan Asen III pobjegao je natrag u Bizantsko Carstvo.Mihajlo VIII poslao je dvije velike vojske, ali su ih bugarski pobunjenici porazili u planinama Balkana.U međuvremenu, plemstvo u prijestolnici proglasilo je za cara jednog od svojih, magnata Georgea Tertera I. Okružen neprijateljima i sa sve manjom potporom zbog neprestanih ratova, Ivajlo je pobjegao na dvor mongolskog vojskovođe Nogai Kana da potraži pomoć, ali je na kraju ubijen.Nasljeđe pobune održalo se iu Bugarskoj iu Bizantu.