Im Auftrag der Kommunistischen Partei der Sowjetunion (B) organisierte Dimitroff im Herbst 1923 gemeinsam mit Wassil Kolarow einen Aufstand, der blutig niedergeschlagen wurde. Dimitroff musste mit seinen Anhängern ins Ausland fliehen und wurde in Abwesenheit zum Tode verurteilt. Er emigrierte nach Österreich und später ins Deutsche Reich.