Король Пётр в своей телеграмме Николаю II жаловался на болгарские притязания. Но российский МИД потребовал от сербского правительства немедленно принять предложение Петербурга о созыве конференции. Такие же усилия русские дипломаты предпринимали и в Софии. Но Вена заверила правительство Болгарии, что окажет поддержку его территориальным притязаниям в Македонии. София отклонила предложение Государя о созыве конференции премьер-министров и ещё раз официально заявила, что продолжает настаивать на точном соблюдении условий сербо-болгарского соглашения 1912 г. о разделе Македонии. Так как часть македонских территорий, которые по договору 1912 г. должны были отойти к Болгарии, занимали сербские и греческие войска, София настаивала на немедленном пропуске её войск в занятые сербами и греками районы юго-западной и южной Македонии21. Сербия ответила отказом. Болгария отозвала своего посла из Белграда. В России этот шаг сочли равносильным объявлению войны и изменой славянскому делу.
16 (29) июня командующий болгарской армией генерал Сава Савов отдал войскам приказ о наступлении. В ночь на 17 (30) июня 1913 г. болгары атаковали сербские части, дислоцированные в Македонии, но получили отпор и были отброшены на исходные позиции. В Софии уже склонялись к тому, чтобы отвести армию из Македонии и объявить всё случившееся пограничным инцидентом. Но правительственные круги Сербии и Греции решили воспользоваться ситуацией и официально объявили Болгарии войну. Следом за ними последовала Черногория и Румыния, а затем и Османская империя. В результате Болгарская армия оказалась на грани полного поражения.
7 (20) июня 1913 г. царь Фердинанд направил императору Николаю II телеграмму, полную отчаяния: "Ваше Величество, Болгария, окружённая армиями пяти соседних государств, находится на пороге гибели. Через несколько дней, если Румыния и Турция будут продолжать беспрепятственное шествие вперёд, армия наша может быть уничтожена не столько оружием, сколько голодом, болезнями и лишениями. В эту тяжёлую пору надежды мои и болгарского народа устремлены к Вашему Величеству. Прошу заступничества Вашего Величества о том, чтобы они приостановили своё нашествие на территориях, приобретённых кровью сотен тысяч болгар и о том, чтобы положить конец истреблению христианских народов. Я и мой народ сумеем оценить эту историческую помощь. Фердинанд"22.
Николай II ответил: "Близко принимаю к сердцу тяжёлое положение Болгарии. В нынешнюю минуту не буду входить в оценку обстоятельств его вызвавших. Болгарии приходится идти на жертвы. Неизменно относясь благожелательно к Болгарии, я с удовольствием осведомился о посылке правительством Вашего Величества уполномоченных с целью положить предел братоубийственной войне, начатой вопреки моим предостережениям. Надеюсь, что прекращение войны поможет Болгарии найти в себе достаточно сил, чтобы, не теряя времени, приступить к своему мирному обновлению"23.
При посредничестве России 18 (31) июля 1913 г. было заключено перемирие, а через десять дней в Бухаресте завершились мирные переговоры. Болгария утратила практически все свои приобретения, завоёванные в Первой Балканской войне. Македония была поделена между Сербией и Грецией. Турция вернула себе большую часть Восточной Фракии с Адрианополем. Румыния захватила Южную Добруджу24.
Авантюра Фердинанда разрушила с таким трудом созданный Россией Балканский союз. 6 (19) февраля 1914 г. русский посланник в Софии А. А. Савинский заявил болгарскому монарху, что император Николай II "в своих постоянных заботах о славянах вообще и о болгарах в частности, не мог допустить мысли о возможности братоубийственной войны". Русский посланник далее заметил, что когда он "видел Государя Императора в Царском Селе перед отъездом, то мог лично убедиться, как Его Величеству было больно", что игнорирование Фердинандом его воли не начинать войны с Сербией "имело такие ужасные последствия на радость Австрии"25.
Тем не менее Николай II счёл нужным направить Фердинанду I по случаю его дня рождения поздравительную телеграмму, которая заканчивалась фразой: "Сердечно желаю Вашему Величеству благоденствия и Божьей помощи в исполнении лежащей на Вас задачи возрождения и укрепления Болгарии, за мирным развитием которой я продолжаю следить с неизменным сочувствием"26.