המלך פרדיננד, קיבל הבטחה ממנהיגי מעצמות המרכז לזכות בשטחים על חשבון סרביה, בתמורה להצטרפות לצידם, במלחמת העולם הראשונה. פרדיננד המשיך בחלומותיו על "בולגריה הגדולה", שאף לכפר על "חרפת" מלחמת הבלקן השנייה וכך, ב-14 באוקטובר 1915, תקף צבא בולגריה את סרביה ובולגריה נכנסה רשמית למלחמה. בתחילת המערכה ניגף הצבא הסרבי, מפני הצבא הבולגרי ובולגריה השתלטה על שטחים באזור מקדוניה. חלק מהצבא הבולגרי נותב לכיבוש מחודש של דרום דוברוג'ה מרומניה ב 1916. מהשלב הזה ובמשך שנתיים, החל גלגל המלחמה לנטות לרעת בולגריה, כאשר צבאה מנהל מלחמה הגנתית מול צבאות מדינות ההסכמה והצבא הסרבי, אשר שחקו אט אט את כוחו, עד להכרעה. בין התאריכים ה-15 עד ה-21 בספטמבר 1918, נערך באזור דוברו פולה שבמקדוניה, קרב מכריע בו עמדו 26 גדודי הצבא הבולגרי אל מול 75 גדודים סרבים וצרפתים. הבולגרים נלחמו בגבורה בקרב שהוכרע עוד בטרם החל וסירבו להיכנע. הכוחות הצרפתים הפעילו להביורים ועשו שמות בקרב החיילים הבולגרים. קרב דוברו פולה הסתיים באסון לבולגרים ונחרט בנרטיב הבולגרי כאחד מאסונותיהם הגדולים. החיילים הנותרים, עזבו את החזית, התמרדו והכריזו על הקמת רפובליקה עצמאית בשם "הרפובליקה של ראדומיר" ובראשה אחד ממנהיגי מפלגת האיכרים, ראייקו דסקלוב. הם הכריזו על הדחת המלך פרדיננד ונעו לכוון סופיה. בהגיעם לפאתי העיר נתקלו בכוחות הצבא הנאמנים למלך שהסתייעו בחיילים גרמנים וניגפו בקרב. מהלך זה גרם לפריצתה של החזית המקדונית ובולגריה נותרה ללא כוח מגן, כאשר הכוחות הסרבים והצרפתים החלו לנוע אל עבר גבולות המדינה. התבוסה בחזית והמלחמה מבית העמידו את בולגריה בסכנת אובדן העצמאות והממשלה הבולגרית פנתה למפקדת הצבא האנגלו-צרפתי בסלוניקי, ביקשה הפסקת אש וזו הוכרזה ב-29 בספטמבר 1918.