Бугари су напали Србију са југа, у правцу Струме и Брегалнице. Намера им је била да се споје са византијском војском. Срби су се груписали на ушћу Топлице у Мораву (Добричко поље). Михаило је прешао српску границу код Землена код Струме. У сусрету Бугарима, Дечански се зауставио у цркви Светог Ђорђа у Нагоричину где је сачекао део војске. Остатак је сачекао на реци Каменчи одакле је поново покушао да преговара са Бугарима, опет неуспешно. Ту је примио вест да дисциплина у бугарској војсци није најбоља. Последњи српски одреди стигли су код Велбужда на јутро 28. јуна. У подне је Дечански напао Бугаре. На обе стране било је око 15.000 војника. Нарочито су се истакли стрелци младог краља Душана. Сам Михаило је покушао да се спасе бегом. Пао је са коња након чега су га српски прогонитељи убили (Кантакузин). Дечански га је сахранио у Нагоричину, у цркви Светог Ђорђа. Срби су наставили да гоне бугарску војску. Остатке бугарске војске спасао је Михаилов брат Белаур.