Vatatzes meninggal pada tanggal 4 November 1254. Mengambil keuntungan dari tidak adanya pasukan Nicea yang signifikan, Michael menyerbu Makedonia dan merebut kembali tanah yang hilang dari Vatatzes pada tahun 1246 atau 1247. Sejarawan Bizantium, George Akropolites, mencatat bahwa penduduk lokal yang berbahasa Bulgaria mendukung rencana Michael invasi karena mereka ingin melepaskan "kuk mereka yang berbicara bahasa lain".Theodore II Laskaris, melancarkan invasi balasan pada awal tahun 1255. Ketika mengacu pada perang baru antara Nicea dan Bulgaria , Rubruck menggambarkan Michael sebagai "seorang pemuda yang kekuatannya telah terkikis" oleh bangsa Mongol .Michael tidak dapat menahan invasi dan pasukan Nicea merebut Stara Zagora.Hanya cuaca buruk yang menghalangi pasukan Theodore melanjutkan invasi.Pasukan Nicea melanjutkan serangan mereka pada musim semi dan menduduki sebagian besar benteng di Pegunungan Rhodope.Michael masuk ke wilayah Eropa Kekaisaran Nicea pada musim semi tahun 1256. Ia menjarah Thrace dekat Konstantinopel, tetapi tentara Nicea mengalahkan pasukan Cuman miliknya.Dia meminta ayah mertuanya untuk menengahi rekonsiliasi antara Bulgaria dan Nicea pada bulan Juni.Theodore setuju untuk menandatangani perjanjian damai hanya setelah Michael mengakui hilangnya tanah yang dia klaim atas Bulgaria.Perjanjian tersebut menetapkan hulu sungai Maritsa sebagai perbatasan kedua negara.Perjanjian damai tersebut membuat marah banyak bangsawan (bangsawan) yang memutuskan untuk menggantikan Michael dengan sepupunya, Kaliman Asen.Kaliman dan sekutunya menyerang Tsar yang meninggal karena luka-lukanya pada akhir tahun 1256 atau awal tahun 1257.