Андроник III је склопио савез са бугарским царем Михаилом Шишманом против Немањића. Пре него што су се Византинци спојили са Бугарима, дошло је до великог сукоба код Велбужда Срба против Бугара 28. јула 1330. године, а обе војске су имале приближно по 15.000 војника. Цар Михајло Шишман је имао као помоћне одреде Татаре и Влахе, а српски краљеви су имали и најамнике из Шпаније, од којих неки нису ни стигли на време. Из писања у Даниловом зборнику, код Цамблака и Јована Кантакузина, мисли да је млади краљ Душан водио главни напад плаћеника и најбољих српских бораца на Бугаре. Српски ратници ранили су и заробили цара Михаила Шишмана, а према писању Цамблака и самог Душана, у Реч коју је написао уз његов Законик, млади краља Душан одсекао је главу заробљеном цару Шишману. Победа није само отклонила опасност, него је показала да је Краљевина Немањића најмоћнија држава на Балкану Андроник III сам није желео да настави напад на Србију и повукао се, а краљ Урош III Дечански ушао је у Бугарску и поставио за бугарског владара Ивана Стефана, који је био син убијеног цара Михаила Шишмана и његове прве жене Ане (Немањић), сестре српског краља Уроша III Дечанског.