V poznem 12. stoletju je vojska štela 40.000 oboroženih mož, v prvem desetletju 13. stoletja pa je država lahko mobilizirala okrog 100.000 mož. Kalojan je vodji četrtega križarskega pohoda Balduinu I. za napad na Konstantinopel leta 1204 ponudil 100.000 mož. Do konca 13. stoletja se je število vojakov zmanjšalo na manj kot 10.000. Iz zapisov je razvidno, da sta bili poraženi bizantinski vojski s 5.000 in 10.000 vojaki številčnejši od Ivajlove vojske. Vojaška moč se je s politično stabilizacijo države v prvi polovici 14. stoletja v 1330. letih povečala na 11.000-15.000 mož. Vojska je bila dobro opremljena z oblegovalnimi napravami, vključno z ovni, oblegovalnimi stolpi in katapulti.