Els búlgars van ocupar Mesèmbria per assalt i el temor creixia per moments. El febrer del 813 Miquel va sortir altra vegada en campanya i una altra vegada el va acompanyar Procòpia. Lleó l'Armeni secretament havia fomentat el descontentament. El 22 de juny del 813 els romans d'Orient van perdre la batalla d'Adrianòpolis i es van posar a la fuga. Miquel va arribar primer a Constantinoble, el governador de la capital, Joan Hexàbul, va intentar dir a l'emperador que sospitava de Lleó, però l'emperador no el va deixar parlar. Quan Miquel va sortir d'Adrianòpolis la gent de Lleó el va proclamar emperador acusant Miquel de covardia; Lleó va fingir no acceptar fins que el general Miquel el Balb li va posar la corona al cap. Llavors van marxar cap a Constantinoble, on van entrar sense oposició. Miquel I va haver d'abdicar l'11 de juliol del 813 i es va retirar a un monestir on va viure fins a edat avançada.