לאחר כישלון האוסטרו-הונגרים בראשית המערכה על סרביה וכשלונותיהם של העות'מאנים במזרח התיכון, הפעילו הגרמנים לחץ כבד על הבולגרים להצטרף למלחמה לצידם תוך הבטחה לסיוע כלכלי נדיב, סיוע צבאי והכרה בתביעותיהם הטריטוריאליות. הכישלון המסתמן של מדינות ההסכמה במערכת גליפולי נסך ביטחון בהנהגה הבולגרית, הם העריכו שמלחמתם תהיה קצרת ימים והיא תוכרע בנקל. וכך, ב-14 באוקטובר 1915 תקפו 2 ארמיות בולגריות את סרביה בחזית אחת ו-2 ארמיות האחת גרמנית ורעותה אוסטרו-הונגרית בחזית שנייה. הסרבים הוכרעו ושארית צבאם והנהגתם הפוליטית נסוגו דרך אלבניה לאי קורפו. האוסטרו-הונגרים החילו משטר צבאי בסרביה והארמיות הבולגריות התמקמו במקדוניה הוארדארית תוך הצבת איום על העיר סלוניקי שבממלכת יוון.
כעת התפצל הצבא הבולגרי לשני כוחות עיקריים. הארמיות ה-3 וה-4 נטלו חלק בקרבות החזית המזרחית תחת פיקודו הכולל של אוגוסט פון מקנזן, במסגרתה כבשו את חבל דוברוג'ה ובהמשך השתתפו בכיבוש בוקרשט. הארמיות ה-1 וה-2 נטלו חלק בקרבות החזית המקדונית, במסגרתה הצליחו לכבוש חלקים מתראקיה ובכלל זה עיר הנמל החשובה קוואלה. אך, המלחמה לא הייתה קצרת ימים והבולגרים החלו לגלות סימני שחיקה, תוך התחזקות האופוזיציה למלחמה מבית שהובלה על ידי מנהיג מפלגת האיכרים אלכסנדר סטמבוליסקי. הגרמנים החלו לנתב כוחות מהחזית המקדונית לחזית המערבית מחד והתעלמו מהבטחותיהם להכרה בתביעותיה של בולגריה בחבל דרום דוברוג'ה מאידך. כעת, עיקר המאמץ המלחמתי בזירה נפל על הצבא הבולגרי. בראשית 1918 הצטרף הצבא היווני לצד מדינות ההסכמה בכוח משמעותי בן 160,000 חיילים. ב-21 ביוני התפטר ראש הממשלה רדוסלאבוב.
ב-14 בספטמבר פתחו כוחות מדינות ההסכמה בחזית המקדונית במתקפת הווארדאר. למחרת היום, לאחר קרב דוברו פולה קרסה קווי ההגנה הבולגרים, יחידות מהאוגדות השנייה והשלישית נטשו את החזית, הכריזו על מרד כנגד המלך פרדיננד ונעו לעבר סופיה. בפאתי סופיה נתקלו בצוערי האקדמיה הצבאית הבולגרית ויחידות צבא גרמני ונבלמו. ב-24 בספטמבר פנה ראש הממשלה אלכסנדר מלינוב באמצעות הגנרל איוון לוקוב למפקדת כוחות מדינות ההסכמה בסלוניקי בבקשה לשביתת נשק לצורכי כניעה והיא נחתמה למחרת היום. ב-3 באוקטובר וויתר המלך פרדיננד על כסאו ותחתו הומלך בנו בוריס השלישי, אשר צעדו הראשון כמלך היה הודעת כניעה רשמית למדינות ההסכמה.
ב-27 בנובמבר 1919 חתם ראש הממשלה אלכסנדר סטמבוליסקי על חוזה ניי שסיים רשמית את מלחמת העולם הראשונה. במסגרת החוזה צומצם הצבא הבולגרי לכדי ז'נדרמריה בת 33,000 חיילים, חבל דרום דוברוג'ה הוחזר לרומניה, מקדוניה הוארדארית נמסרה לחזקת ממלכת יוגוסלביה ונתיב המוצא לים האגאי נמסר ליוונים. על הבולגרים הוטלו פיצויים בסך 400 מיליון דולר שהביאו לקריסת כלכלת הממלכה. 87,500 חיילים בולגרים נהרגו במלחמה ועוד כ-100,000 אזרחים.
התקופה שבין מלחמות העולם.
לאחר המלחמה ידעה ממלכת בולגריה זעזועים פוליטיים, מהומות דמים, ניסיונות חוזרים ונשנים להתנקש במלך ומשבר כלכלי שהביא חלק מאוכלוסייתה אל סף רעב. ב-21 במאי 1920 נערכו בחירות בבולגריה בהן זכה אלכסנדר סטמבוליסקי ברוב מוחלט. סטמבוליסקי מנהיג מפלגת האיכרים, פעל להעמדתם לדין של פוליטיקאים ואנשי צבא שהיו אחראים לשיטתו לתבוסה במלחמה. כמו כן הפקיע רכוש מבעלי ממון ונקט רפורמות אגראריות מרחיקות לכת. ממשלו התקרב למשטר בממלכת יוגוסלביה וחתם עמו הסכם אי לוחמה. בהמשך אף כוננו יחסים דיפלומטיים עם ממלכת רומניה. ב-9 במרץ 1923 פרצה הפיכה צבאית בבולגריה במהלכה נרצח ונערף ראש הממשלה סטמבוליסקי. בספטמבר 1923 פרץ מרד קומוניסטי בהובלת המפלגה הקומוניסטית הבולגרית, בהשראת ברית המועצות, שדוכא על ידי הצבא בפקודת משטרו של אלכסנדר צאנקוב, תוך הוצאה להורג של אלפי קומוניסטים.
בראשית אפריל 1925 נפתחה אש מן המארב אל מכונית השרד בה נסע המלך הבולגרי, אך הוא לא נפגע. ב-16 באפריל 1925 נערכה בכנסיית סווטה נדליה תפילת אשכבה לזכרו של הגנרל קונסטנטין גאורגייב, שנרצח יומיים קודם לכן בידי קומוניסטים. במהלך האירוע התפוצצה במקום פצצה רבת עוצמה, שנועדה לחסל את המלך בוריס השלישי אשר למזלו הטוב איחר לאירוע. כתוצאה מהפיצוץ קרס גג הכנסייה, 160 בני אדם נהרגו ובכלל זה שר ההגנה לשעבר וקצינים בכירים בצבא הבולגרי ו-300 נפצעו. משטרו של אלכסנדר צאנקוב ניצל את ההזדמנות להיפרע מגורמי שמאל אופוזיציוניים שאינם בהכרח מזוהים עם הקומוניסטים ותוך הפעלת מיליציות חצי צבאיות נרצחו מאות בני אדם, אשר נמנו עם חוגי השמאל הפוליטי.
באוקטובר 1925 פורצת תקרית פטריץ' , בה משבר גבול אלים בין יוון לבולגריה גורם לפלישה יוונית לבולגריה סמוך לעיר פטריץ'. לאחר חמישה ימי לחימה, מסתיים המשבר בעקבות התערבות חבר הלאומים.
ב-19 במאי 1934 פרצה הפיכה צבאית נוספת בממלכה ואת השלטון תפסו חברי הליגה הצבאית שהנהיגו משטר טוטליטרי עם מאפיינים פאשיסטיים. בינואר 1935 פיזר המלך בוריס את הליגה הצבאית, נטל את רסן השלטון והנהיג שלטון אוטוקרטי. בולגריה חיפשה את תמיכתה של מעצמה מובילה שתסייע לעמדותיה בסוגיות הטריטוריאליות. ממלכת יוון נתמכה על ידי הבריטים, ממלכת יוגוסלביה על ידי הצרפתים והבולגרים פנו לבעלת בריתם הוותיקה והכוח העולה באירופה גרמניה הנאצית. ביולי 1936 ביקר המלך בוריס בברלין ונפגש עם אדולף היטלר. הגרמנים העניקו לבולגרים סיוע צבאי וכלכלי ובמקביל הכירו בתביעותיהם הטריטוריאליות בחבלי תארקיה, מקדוניה ודרום דוברוג'ה. המלך בוריס עשה כל מאמץ שלא לשתף בפועל את הצבא הבולגרי בעימות צבאי עתידי ותמיכתו העתידית במדינות הציר במלחמת העולם השנייה הותנתה בכך.
מלחמת העולם השנייה.
בפרוץ מלחמת העולם השנייה, ב-1 בספטמבר 1939, ממלכת בולגריה הכריזה על נייטרליות אך נקטה במדיניות פרו גרמנית. בסוף 1939 מונה לראשות הממשלה בוגדאן פילוב דמות פרו גרמנית מוצהרת אשר מינה לתפקיד שר הפנים את פטר גברובסקי, מנהיג התנועה הפשיסטית הבולגרית-"רטניק". בשנת 1940 נחתם הסכם קראיובה במסגרתו אילצו הגרמנים את הרומנים להחזיר את חבל דוברוג'ה לבולגריה. ב-1 במרץ 1941 חתם בוגדאן פילוב בווינה על ההסכם התלת-צדדי ובולגריה הפכה רשמית לבעלת בריתן של מדינות הציר. עוד טרם החתימה השתמש הוורמאכט בשטח בולגריה כקרש קפיצה לפלישות ליוון ויוגוסלביה. למעשה, לא הייתה ממלכת בולגריה מעולם שטח כבוש בידי גרמניה הנאצית. לא היה בה צבא כיבוש חוץ ממספר יחידות אבטחה וצי גרמניות, אשר אבטחו את החוף האגאי שמדרום לתראקיה שהייתה בחזקת הבולגרים.
ב-17 באפריל 1941 נכנעה ממלכת יוגוסלביה וב-20 באפריל נכנעה ממלכת יוון. הצבא הבולגרי נכנס ללא קרב ותפס חזקה על תראקיה ומקדוניה כאשר הוא פותח נתיב גישה לים האגאי בהגיעו עד לעיר אלכסנדרופולי. בהמשך גירשו הבולגרים את 11,343 יהודי תראקיה ומקדוניה למחנות ההשמדה הנאציים. ב-13 בדצמבר 1941 הכריזה בולגריה מלחמה על ארצות הברית ובריטניה, צעד שהפך את הממלכה מטרה להפצצות בעלות הברית במסגרתן הוחרב המרכז ההיסטורי הישן של העיר סופיה וניזוקה העיר פלובדיב. ב-28 באוגוסט 1943 לקה המלך בוריס השלישי בהתקף לב והלך לעולמו. בנו בן ה-6 הוכתר כמלך סימאון השני ומונתה מועצת עוצרים בראשות הנסיך קיריל, אחיו של המלך בוריס ובוגדאן פילוב ראש הממשלה.
ב- 26 באוגוסט 1944 הודיעה בולגריה על חזרתה לנייטרליות לאור התקדמותו המהירה של הצבא האדום וב-9 בספטמבר 1944 בוצעה הפיכה בממלכה בסיוע כוחות הצבא האדום, אשר התקדמו לעבר סופיה. ראש הממשלה קונסטנטין מוראבייב הודח ובמקומו תפס את השלטון הגנרל קימון גאורגייב שהודיע על הצטרפות בולגריה לבעלות הברית. באותו הערב הגיע הצבא האדום לסופיה. הוקמה ממשלת קואליציה אנטי פאשיסטית שכונתה "חזית המולדת" והורכבה מהמפלגה הקומוניסטית, מפלגת האיכרים, המפלגה הסוציאל-דמוקרטית ומפלגת זֶבְנוֹ (ליכוד). ראש הממשלה קימון גאורגייב נמנה עם מפלגת זבנו, שר החוץ פטקו סטאינוב היה עצמאי וחבר לשעבר במפלגה הדמוקרטית ושר התעמולה דימו קזאסוב השתייך לסוציאל-דמוקרטים. תיק ביטחון הפנים נמסר למפלגה הקומוניסטית במסגרתו גם השליטה על כוחות המשטרה ומנגנוני ביטחון הפנים החשאיים. הקומוניסטים ניצלו בהמשך תפקיד זה לצבירת כוח וסילוק מתחריהם במאבק לשלטון האבסולוטי בבולגריה.
המלך סימאון השני והנסיך קיריל נעצרו בידי הכוחות הסובייטים ביחד עם אנשי ממשל צבא ומשטרה. ב-1 בפברואר 1945 הוצאו להורג הנסיך קיריל, ראש הממשלה לשעבר בוגדאן פילוב, שהיו חברי מועצת העוצרים, בליווי קבוצה גדולה של פוליטיקאים אנשי צבא ועיתונאים, בעוון שיתוף פעולה עם הנאצים. למלך סימאון הותר להישאר בתפקידו. הצבא הבולגרי שבעת ההיא מנה כ-450,000 לוחמים הצטרף לצבא האדום במסגרת החזית האוקראינית השלישית ונטל חלק בלחימה ביוגוסלביה, הונגריה ואוסטריה כנגד צבאות גרמניה הנאצית. ב-8 במאי 1945 השתתפו הכוחות הבולגרים בכיבוש העיר קלגנפורט שבאוסטריה.
הרפובליקה העממית של בולגריה.