Während seiner Regierungszeit konnte Andronikos III. den Verfall des Byzantinischen Reiches vorübergehend bremsen. Er versuchte, die militärische Initiative in Europa und Kleinasien wieder an sich zu ziehen und war ständig in Kriege verwickelt. Die Bemühungen des Kaisers waren dabei von wechselhaftem Erfolg. Im Osten konnten die Osmanen ihr Gebiet erweiterten und das byzantinische Kleinasien bis auf wenige Enklaven erobern. Im Westen verlor Andronikos III. 1332 mit der Schlacht von Rusokastro gegen den bulgarischer Zar Iwan Alexander die letzte große Schlacht der Byzantinisch-Bulgarischen Kriege. Er annektierte jedoch bis 1337 weite Teile der lateinisch dominierten Gebiete Thessalien und Epirus, womit den Byzantinern letztmals eine kraftvolle militärische Offensive gelang. Die neuen Eroberungen gingen 1348, sieben Jahre nach Andronikos' Tod, an die Serben unter Stefan Dušan wieder verloren. Auch die von seinem Großvater weitgehend demontierte Flotte organisierte Andronikos neu. 1329 eroberte er die Inseln Chios und Samos, 1336 Lesbos von Genua zurück.