Michael konnte eine Allianz seiner Gegner (Despotat Epiros, Fürstentum Achaia, Königreich Sizilien, Serbien und Bulgarien) in der Schlacht bei Pelagonia in Makedonien 1259 besiegen und durch einen glücklichen Zufall Konstantinopel 1261 zurückerobern. Das Reich war somit wiederhergestellt, aber große Teile seines ehemaligen Gebietes unterstanden nicht mehr seiner Kontrolle, denn die Herrscher, die sich nach dem Zusammenbruch im Jahr 1204 in diesen Teilgebieten etabliert hatten, waren nicht geneigt, sich Konstantinopel unterzuordnen. Auch Konstantinopel war nicht mehr die glanzvolle Metropole von einst: Die Einwohnerzahl war erheblich geschrumpft, ganze Stadtviertel verfallen, und beim Einzug des Kaisers waren zwar noch reichlich die Spuren der Eroberung von 1204 zu sehen, aber nirgendwo sah man Zeichen des Wiederaufbaus. Byzanz war nicht mehr die potente Großmacht, sondern nur noch ein Staat von höchstens regionaler Bedeutung. Michaels Hauptsorge galt aber nun der Sicherung des europäischen Besitzstandes und vor allem der Hauptstadt gegen erneute Kreuzzugsversuche aus dem Westen (vor allem durch Karl I. von Anjou, der die Staufer in Unteritalien ablöste); deshalb ging er 1274 auch die innenpolitisch höchst umstrittene Union von Lyon mit der Westkirche ein, um den Papst von der Unterstützung von Kreuzzügen abzuhalten. Als Karl I. von Anjou dennoch einen Angriff vorbereitete, setzte die byzantinische Diplomatie 1282 erfolgreich einen Aufstand in Sizilien in Gang, die Sizilianische Vesper. Daneben aber vernachlässigten die Palaiologen die Grenzverteidigung im Osten, was den verschiedenen türkischen Fürstentümern die Expansion in das byzantinische Kleinasien ermöglichte, das dem Reich in den 1330er Jahren sukzessive verloren ging.