Появление Святослава на Дунае и поражение Болгарии встревожили Византию. Теперь рядом появился жестокий, удачливый и беспощадный соперник. Попытка византийской дипломатии стравить Болгарию и Русь и тем самым ослабить обеих не удалась.
Подкупив печенегов, византийцы организовали их поход на Киев. Святослав был вынужден идти на выручку своему стольному городу. Отогнав печенегов и заключив с ними мир, Святослав в 969 г. вновь вернулся на Дунай. Именно в это время он посадил своих сыновей-наместников в русских княжествах.
За время его отсутствия болгары овладели Переяславцем, но Святослав быстро восстановил прежнее положение: болгарское войско было вновь разбито, и Переяславец оказался в руках русов.
Русско-византийская война и гибель Святослава. В Константинополе в это время пришёл к власти талантливый полководец и государственный деятель, армянин по национальности, Иоанн Цимисхий. Византийцы потребовали ухода русской рати из Подунавья. Но Святослав за оставление здешних городов запросил немыслимый выкуп. И когда греки ответили отказом, гордо заявил, что он скоро поставит свои шатры перед стенами Константинополя. Стороны шли к войне.
Святослав сумел привлечь к военному противоборству с Византией своих давних союзников — венгров; нанял он и печенежскую конницу. В состав объединенного войска вошел также отряд дружественных Руси болгар.
Широкие военные действия разгорелись на просторах Фракии и Македонии летом 970 г. По данным византийских авторов, киевский князь вел за собой 60 тысяч человек, не считая союзников.
Первый этап войны русы выиграли. В решающей битве с полками Иоанна Цимисхия Святослав одержал победу. В критический момент битвы, когда русы устрашились превосходящих сил противника, Святослав обратился к воинам с речью: «Да не посрамим земли Русской, но ляжем костьми, мертвые сраму не имут». Русы дружно ударили по врагу и победили.
Однако византийцы подтянули новые войска, сумели разгромить одну из частей русского войска, которая поддерживалась союзниками. С обеих сторон было много жертв, война принимала затяжной характер. Сам Святослав с основным войском находился уже на подступах к Константинополю, и греки запросили мира.
По миру, заключенному в 970 г., русы добились сохранения своих позиций на Дунае, византийцы обязались выплачивать, как и прежде, дань Руси, сохранялись условия прежних договоров.
После этого Святослав ушел на Дунай, а Иоанн Цимисхий начал готовить новую армию. Для этого были мобилизованы всё силы, стянуты отовсюду лучшие войска.
Весной 971 г., в дни, когда весь христианский мир праздновал Пасху, неожиданно для русов Иоанн Цимисхий осуществил прорыв своих войск через Балканский хребет и вышел в Болгарию. Там, на её полях, поспешивший навстречу врагу Святослав дал грекам несколько сражений. Но перевес сил был уже на стороне Византии. Союзники Святослава покинули его. В конце концов византийская армия блокировала русское войско в дунайской крепости Доростол. В июле 971 г. Святослав попытался прорвать кольцо блокады и вышел из крепости на последнее сражение. Натиск русов, предводительствуемых самим князем, был столь стремителен, что греки дрогнули, и тогда Иоанн Цимисхий, сияя золочеными латами, сам повел в бой войска. Святослав был ранен в бою. Русам пришлось отступить. Русский великий князь запросил мира, который был с радостью принят византийцами.
По условиям мирного договора 971 г., скрепленного личной встречей Святослава и Иоанна Цимисхия, русы должны были покинуть Дунай; они обязались не нападать более на здешние земли. Но за Русью сохранились завоеванные земли в Причерноморье и Поволжье. Восстанавливались условия старого русско-византийского договора.
Святослав обратился также к византийскому императору с просьбой помочь в проходе русской рати через земли, контролируемые печенегами. Иоанн Цимисхий обещал сделать это. Но вместо того чтобы выполнить условия договора, греки решили убрать своего опасного соперника: к печенегам греческое посольство везло золото, дорогие подарки и просьбу императора нанести удар по Святославу во время его возвращения в Киев.
Осенью русская рать появилась в устье Днепра. Но все пути на север были перерезаны печенегами. Тогда Святослав зазимовал в русских поселениях, расположенных на берегах днепровского устья.
Весной 972 г. он снова попытался прорваться в Киев, но на порогах, там, где русы перетаскивали свои ладьи берегом, минуя бурлящие водовороты, печенеги подстерегли его. Небольшое русское войско было окружено и уничтожено. Святослав погиб в бою. А из его черепа печенежский хан Куря по старому степному обычаю сделал чашу, оковал её золотом и пил из нее на пирах.