Вскоре после похорон Святослав двинулся на Болгарию. Поскольку он предполагал покинуть Киев навсегда, то оставил трех своих сыновей в качестве наместников: Ярополка – в Киеве, Олега – в земле древлян, а Владимира – в Новгороде. Тем временем болгары уладили свои расхождения с императором. Русский князь находился теперь перед единым фронтом болгар и византийцев. С другой стороны, Калокир был теперь открыто на стороне Святослава, подстрекая греков восстать против императора Никифора. И действительно, в Константинополе произошел дворцовый переворот, но им воспользовался не Калокир. Лучший и наиболее одаренный полководец Иоанн Цимисхий завоевал любовь императрицы и вместе с ней – власть. Никифор был убит, а его вдова вышла замуж за Иоанна, который теперь был провозглашен императором. Изменения на византийском троне не затронули, однако, русскую войну. Новый император был готов продолжить ее со всей присущей ему энергией, а Калокир потерял все шансы на поддержку внутри императорского двора.
Тем временем Святослав быстро продвинулся внутрь Болгарии и захватил столицу – Великий Преслав; молодой царь Борис был взят в плен со всей семьей. Но в 971 г. удача оказалась благосклонной к Иоанну Цимисхию. Разбитые в нескольких битвах русские наконец нашли прибежище в крепости Доростол (Силистрия), где и были осаждены. Их потери росли, а запасы еды таяли, они запросили перемирия. В июле 971 г. Святослав заключил договор с греками, по которому он оставлял свои притязания на Болгарию и Крым и обещал не начинать войн с греками47. На этих условиях русским было разрешено вернуться домой. После заключения мира произошла встреча между Иоанном Цимисхием и Святославом, описанная Львом Диаконом.
Однако болгары (или же это были византийцы?) обратились к печенегам, информируя их, что Святослав возвращается в Киев с богатыми трофеями и немногочисленным войском. Печенеги поэтому постарались перекрыть дорогу отступающим русским, заняв берега Днепра в районе порогов. Получив известия об этом перемещении, Святослав и его свита решили провести зиму в устье Днепра. Однако они ничего не выиграли, поскольку когда следующей весной двинулись на север, то были, как и планировалось, атакованы печенегами. Часть русских прорвалась через их ряды, но Святослав был убит в схватке. Куря, князь печенегов, приказал сделать из его черепа кубок, инкрустированный золотом, и пил из него. Таков был конец Святослава и с ним первой русской имперской мечты.