Die byzantinische Armee wurde jedoch am 20. August 917 von den Truppen von Zar Simeon I. überrascht, worauf es im Mündungsgebiet des Flusses Acheloos ins Schwarze Meer zu einer der größten Schlachten der damaligen Zeit kam. Es war die Schlacht von Anchialos vom 20. August 917, in der sich jeweils 30.000 bis 60.000 Mann gegenüberstanden. Die byzantinischen Truppen wurden dabei – wegen des mangelnden Koordination des Flottenkommandanten Romanos Lekapenos, der die petschenegischen Hilfstruppen über die Donau transportieren und dem General Johannes Bogas, der diese zur Donau führen sollte – vernichtend geschlagen. Leo und sein Bruder Bardas konnten mit knapper Not nach Mesembria (heute Nessebar in Bulgarien) an der Küste des Schwarzen Meeres fliehen.