Мария и малолетният й син били задържани и отведени под стража в Одрин, а на престола се установил византийският поставеник под името Иван Асен III.
Това бил крайният резултат от коварната политика на враждебната на Ивайло болярска групировка, която не се поколебала да си послужи с измама, за да осъществи своите намерения.
След извършената промяна византийците продължили настъплението си. Водени от пълководеца Глава, те бързали да окупират още територии от страната. В ръцете им отново паднал Преслав, както и силните крепости Ловеч и Червен. Целта на византийския пълководец била да се изолира напълно Ивайло, който по това време водел ожесточени сражения с татарите в Добруджа, и да се направи положението му безизходно. Но и сега плановете му претърпели провал. Ивайло успял да разбие татарите и да ги прогони отвъд Дунава, след което се затворил в яката крепост Дръстър (Силистра), за да дочака там ударите на нашествениците. С голяма войска Глава пристигнал пред града и го обсадил. Цели три месеца той правел опити да пробие отбраната, но усилията му останали напразни. Организирани от Ивайло, жителите на Дръстър отбивали успешно всички атаки и накрая Глава бил принуден да се оттегли.
Зимата на 1280 година преминала в подготовка за нови военни действия. Научил за случилото се в Търново и за измяната на болярите, Ивайло се готвел за решителен поход, за да си възвърне загубената власт. Отново под знамето му се стичали хиляди селяни, за които той продължавал да остава символ на упорит борец срещу феодалния гнет и вражите нашественици. Без да срещнат сериозна съпротива, селските дружини започнали да се придвижват към българската столица.
Сред болярството настъпил смут. Особено разтревожен бил жалкият византийски натрапеник Иван Асен III, поставен на трона по благоволението на Михаил Палеолог. Забързали към Цариград вестоносци, които носели настоятелни прошения за помощ. И действително такава помощ пристигнала. Изплашен от започналото настъпление и от възраждащата се мощ на Ивайло, византийският император изпратил нови войски, за да закрепи разклатените позиции на Иван Асен III и да предвари едно ново влизане на селския предводител в Търново.
Най-напред била изпратена войска от 10000 души под командуването на пълководеца Мурин. Съдбата на нашествениците обаче била печална. Посрещнати от Ивайло при крепостта Дивина, те били напълно разгромени през лятото на 1280 година (на 17 юли) и почти всички загинали, а малцината останали живи паднали в плен.
Скоро след това в страната нахлула втора византийска войска, командувана от пълководеца Априн. И нейната участ не била по-завидна. Ивайло отново се Насочил устремно срещу врага и в кървава битка някъде по склоновете на Стара планина византийците били напълно разбити. Загинали до един всички войници, загинал и самият Априн.
Сражението станало на 15 август 1280 година.
С разгрома на втората византийска войска политическите и военни планове на Михаил Палеолог рухнали окончателно. Прогонил нашествениците от родната земя, Ивайло имал вече развързани ръце да продължи прекъснатите временно действия и да влезе в столицата Търново, за да си възвърне властта и престола. Но враждебните нему боляри не скланяли глава. Те знаели добре, че след сторената измяна връщането на Ивайло ще означава край не само на привилегиите и постовете, но и на живота им. Разбрали, че след разгрома на византийската войска не могат повече да очакват подкрепа от страна на Михаил Палеолог, търновските боляри решили да действуват със собствени сили и да се обединят в името на общата борба срещу селския цар. Като най-подходящ за провеждането на подобна политика се очертал влиятелният и енергичен Георги Тертер, куманин по произход, който от ден на ден печелел все по-голямо влияние сред столичната аристокрация и постепенно успял да привлече на своя страна и местния гарнизон. Що се отнася до Иван Асен, който се крепял единствено на връзките си с византийския императорски двор, то положението му станало съвсем безнадеждно. Останал без опора сред болярството, което се ориентирало към Георги Тертер, очакващ с трепет идването, на Ивайловата войска, една нощ злополучният византийски поставеник напуснал тайно града и заедно с жена си избягал в Цариград, като задигнал и царското съкровище.