Византийский император Михаил VIII Палеолог попытался воспользоваться этой ситуацией и вторгся в Болгарию.Он послал Ивана Асена III, сына бывшего императора Мицо Асена, претендовать на болгарский престол во главе большой византийской армии.Одновременно Михаил VIII подстрекал монголов к нападению с севера, заставив Ивайло сражаться на два фронта.Ивайло был разбит монголами и осажден в важной крепости Драстар.В его отсутствие дворянство в Тырново открыло ворота Ивану Асену III.Однако Ивайло прорвал осаду, и Иван Асен III бежал обратно в Византийскую империю.Михаил VIII послал две большие армии, но обе они были разбиты болгарскими повстанцами в горах Балкан.Тем временем столичная знать провозгласила императором одного из своих, магната Георгия Тертера I. Окруженный врагами и с уменьшающейся поддержкой из-за постоянных войн, Ивайло бежал ко двору монгольского военачальника Ногай-хана в поисках помощи. но в конце концов был убит.Наследие восстания сохранилось как в Болгарии, так и в Византии.