A pesar de los éxitos de Constantino IV al lograr la paz con los árabes y la reconciliación con Occidente; no tuvo tanta suerte al defender las fronteras danubianas del Imperio. Los búlgaros eran un pueblo nómada procedente de las estepas rusas que llegaron al Danubio hacia el 670. Durante los años en los que Constantinopla estaba sometida al asedio árabe, los búlgaros se infiltraron al sur del Danubio y se asentaron en el territorio de la moderna Bulgaria, donde sometieron a las tribus eslavas que vivían en la región. Ese territorio pertenecía formalmente al Imperio bizantino, aunque los desastres acaecidos a lo largo del siglo, había dejado extensos territorios de los Balcanes fuera del control imperial. Una vez obtenida la paz con los árabes Constantino volvió su mirada hacia el norte y envió una expedición en 680 destinada a desalojar a los búlgaros del territorio al sur del Danubio. La expedición sufrió una desastrosa derrota y eso forzó a Constantino a reconocer la existencia del Primer Imperio búlgaro en 681.