Без византийска помощ Иван Асен III не можел вече да се задържи нито ден на българския престол. Затова и сега императорът Михаил VIII Палеолог му се притекъл на помощ. През лятото на 1279 година една много-хилядна византийска армия начело с пълководеца Мурая навлязла в България. На 17 юли обаче византийците били пресрещнати при крепостта Диавена, в Котленския проход, от въстаническите отреди начело Със самия Ивайло. В станалото сражение византийската войска била съвършено разгромена.
От Цариград побързали да изпратят нова войска в помощ на Иван Асен III. Този път начело на 5-хиляден отред застанал пълководецът Априн. Когато обаче навлязъл в българските предели, той бил сполетян от същата участ. В сражението на 15 август 1279 година въстаниците отново спечелили блестяща победа. Пътят на византийските армии към България бил окончателно пресечен.
Лишен от подкрепата на болярите, застрашен от непрестанните успехи на въстаниците и при невъзможността отново да получи помощ от Византия, Иван Асен III решил да помисли за собственото си спасение. Като ограбил предварително българската хазна, преоблечен в обикновени дрехи, една нощ заедно с жена си той избягал в Несебър, откъдето с византийски кораб се добрал до Цариград. Неговото бягство означавало пълен провал на Византийската политика на намеса в българските събития. След бягството на царя търновските боляри трябвало да помислят за избора на нов цар, за да могат да продължат борбата за смазване на въстанието. И тъй като техен предводител бил боляринът Георги Тертер, изборът естествено паднал върху него.
След отстраняването на византийската намеса и избирането на Георги Тертер за български цар едни срещу други се изправили, въстаническите дружини и болярските войски. За Съжаление точно за тази борба, продължила няколко месеца, византийските хронисти не съобщават нищо — за тях българските събития вече не представлявали никакъв Интерес.
По всичко изглежда, че въстаниците продължили упорито да се съпротивляват. Тази съпротива обаче все повече и повече стихвала. Кръвопролитните борби с византийци и татари, сраженията с царските и болярските дружини, умората от проточилата се в продължение на три години война, предателството на болярите — всичко това в последна сметка се оказало решаващо. Въстанието най-сетне било смазано.
След поражението на въстанието Ивайло трябвало да помисли за личното си спасение. И тъй като в неговите Дружини вече се сражавал като наемник татаринът Касим бег, естествено било да се търси помощ от татарския хан Ногай. Така Ивайло и Касим бег се явили при татарския властелин за да искат помощ и да продължат борбата против царя и болярите.
Вестта, че Ивайло е при татарите, предизвикала уплаха в Цариград. Византийската дипломация отново се активизирала и побързала да изпрати в двора на Ногай бившия български цар Йоан-Асен III, като и той, молел за помощ, за да си възвърне престола. Хан Ногай давал обещания ту на Ивайло и Касим бег, ту, на Йоан-Асен. Най-сетне на един пир, в резултат на византийски интриги, по заповед на Ногай Ивайло и Касим бег били убити. Така завършил живота си Ивайло — този смел и храбър български селянин, който в продължение на три години водил дружините си в бой и показал на цар и боляри, че народът знае да се бори и да мре за своята свобода.
Ивайло загинал, но неговото име на борец за народна свобода се запазило в съзнанието на народа. Наскоро след това се явили лъжейвайловцй, които зовели, народа на борба против външни нашественици и вътрешни потисници.
През 1294 година в Цариград се явил човек, който твърдял, че е Ивайло и искал да събере войска за борба против настъпващите от Мала Азия турци. Византийското правителство го заловило и хвърлило в тъмница, но под напора на общественото мнение се видяло принудено да го пусне и да го изпрати в Мала Азия. Тук населението масово се надигало и застанало под неговото знаме. Изглежда — пише един тогавашен византийски историк: „Сякаш самата вселена й земята са в движение. Тези, които не разбираха от нищо друго, освен от земеделие, които знаеха само да карат волове — хора овчари и селяци, напускаха селата и стадата си и въоръжени само с криваци, се стичаха самоволно. Войници без оръжие, те образуваха безпорядъчни дружини, за които името на Ивайло, беше достатъчно, за да спечелят победата, където и да се явят. Тъй в късо време около него се събраха несметно число войници, които не разбираха нито от война, нито от военен строй. Те като че ли, отиваха не на война и на тежко предприятие, а на плячка и весела забава.“ И тук обаче византийското правителство изиграло своята пъклена роля. Изплашено от големия размах на народното движение много повече, отколкото от нападенията на турците, то извикало Лъжеивайло в Цариград уж да го снабди с оръжие, хвърлило го в тъмница и по този начин сложило край на започнатото от него движение.