Hoàng đế Byzantine Michael VIII Palaiologos đã cố gắng khai thác tình hình này và can thiệp vào Bulgaria.Ông cử Ivan Asen III, con trai của cựu Hoàng đế Mitso Asen, để giành lấy ngai vàng Bulgari với sự chỉ huy của một đội quân Byzantine đông đảo.Đồng thời, Michael VIII xúi giục quân Mông Cổ tấn công từ phía bắc, buộc Ivaylo phải chiến đấu trên hai mặt trận.Ivaylo bị quân Mông Cổ đánh bại và bị bao vây tại pháo đài quan trọng Drastar.Khi ông vắng mặt, giới quý tộc ở Tarnovo đã mở cổng cho Ivan Asen III.Tuy nhiên, Ivaylo đã phá được vòng vây và Ivan Asen III chạy trốn trở lại Đế chế Byzantine.Mikhael VIII đã cử hai đội quân lớn đến, nhưng cả hai đều bị quân nổi dậy người Bulgaria đánh bại ở vùng núi Balkan.Trong khi đó, giới quý tộc ở thủ đô đã tuyên bố là hoàng đế của một trong những người của họ, ông trùm George Terter I. Bị kẻ thù bao vây và sự ủng hộ ngày càng giảm do chiến tranh liên miên, Ivaylo chạy đến triều đình của lãnh chúa Mông Cổ Nogai Khan để tìm kiếm sự trợ giúp, nhưng cuối cùng đã bị sát hại.Di sản của cuộc nổi dậy kéo dài cả ở Bulgaria và Byzantium.