Στις 25 Μαίου 717 ο Λέων Γ΄ ο Ισαυρος στέφθηκε αυτοκράτορας του Βυζαντίου. Το καλοκαίρι του ίδιου χρόνου οι Αραβες υπό τον Μασλαμά ιμπν Μαρβάν πέρασαν τα Δαρδανέλλια και πολιόρκησαν την Κωνσταντινούπολη με 200.000 άνδρες. Σύμφωνα με αραβικές πηγές ο στόλος τους αποτελείτο από 2.500 πλοία. Ο Λέων Γ' ζήτησε τη βοήθεια του Τερβέλ προκειμένου να λύσει την πολιορκία επικαλούμενος τη συνθήκη ειρήνης μεταξύ Βυζαντίου και Βουλγαρίας που υπεγράφη το 716 και εκείνος συμφώνησε. Η πρώτη σύγκρουση μεταξύ Βουλγάρων και Αράβων έληξε με βουλγαρική νίκη. Κατά την πρώτη φάση της πολιορκίας οι Βούλγαροι εμφανίστηκαν στα μετόπισθεν των Αράβων και μεγάλο μέρος του στρατού τους καταστράφηκε ενώ το υπόλοιπο παγιδεύθηκε. Οι Αραβες κατασκεύασαν δύο τάφρους γύρω από το στρατόπεδό τους για να αντιμετωπίσουν τον βουλγαρικό στρατό και τα τείχη της πόλης. Επέμειναν στην πολιορκία παρά το δριμύ χειμώνα με 100 μέρες χιονόπτωσης. Την άνοιξη το βυζαντινό ναυτικό κατέστρεψε τον αραβικό στόλο, που είχε φθάσει με νέα εφόδια κα εξοπλισμό, ενώ μια βυζαντινή στρατιά νίκησε τις αραβικές ενισχύσεις στη Βιθυνία. Τελικά στις αρχές του καλοκαιριού οι Αραβες παρέσυραν τους Βουλγάρους σε μάχη, αλλά υπέστησαν συντριπτική ήττα. Σύμφωνα με το Θεοφάνη τον Ομολογητή οι Βούλγαροι έσφαξαν στη μάχη αυτή περίπου 22.000 Αραβες. Λίγο αργότερα οι Αραβες έλυσαν την πολιορκία. Η νίκη Βυζαντινών και Βουλγάρων του 718 και η νίκη του Φράγκου βασιλιά Κάρολου Μαρτέλου στη Μάχη του Πουατιέ (732) ανέκοψε τη μουσουλμανική εισβολή στο εσωτερικό της Ευρώπης.