们没能从奥斯曼帝国那里掠取领土，便以民族聚居为借口向保加利亚索要多布罗加，遭到保加利亚的拒绝。趁保加利亚军队被牵制于马其顿前线，罗马尼亚对保加利亚宣战，在未遇抵抗的情况下深入其境，腹背受敌的保加利亚军队军心大乱。紧接着，奥斯曼帝国也撕毁伦敦和约向保加利亚动进攻，此时恩维尔已担任奥斯曼6军大臣兼总参谋长，并被授予帕夏将军军衔。在德军将领冯桑德斯的帮助下，恩维尔率军夺回故都亚德里亚堡，因而在国内赢得了民族英雄的声誉。
在军队已全面溃败的情况下，保加利亚宣告投降，与巴尔干诸国签订布加勒斯特和约。根据合约条款，保加利亚不仅失去了在上一场战争中收回的大部分领土，而且丧失了多布罗加南部；同期签署的君士坦丁堡和约又迫使保加利亚将埃迪尔内归还奥斯曼帝国。第二次巴尔干战争的结果是巴尔干半岛的力量重新改组：罗马尼亚脱离同盟阵营而与协约国靠近，保加利亚则投向了德奥同盟，巴尔干俨然成为列强博弈的一副棋盘。
两场巴尔干战争，塞尔维亚成了最大的获益者，它的领土几乎扩大了一倍。可是，一个斯拉夫国家的崛起令素来敌视沙俄的奥匈帝国如坐针毡，奥皇约瑟夫同他的幕僚和重臣们决意遏制塞尔维亚的继续壮