Il participa à cette guerre dite des Trente Jours qui se solda en 1897 par une cuisante défaite de la Grèce : très mal préparée, l'armée grecque battit en retraite devant un ennemi supérieur en nombre, surarmé et discipliné. Pávlos Melás revint à Athènes, en proie à la douleur et à la honte de cette humiliation nationale. Il pensa à donner sa démission de l'armée afin de retourner se battre en Macédoine dans les rangs des « "andartes" », les combattants grecs irréguliers qui affrontaient les "Comitadjis" bulgares (l'équivalent des maquisards grecs) ou les gendarmes turcs. La mort de son père, peu avant la fin de cette guerre, et les critiques dirigées contre la Société Nationale pour l'échec de cette campagne, achevèrent de le désespérer. Selon la coutume macédonienne, il laissa alors pousser sa barbe en signe de deuil.