Παράλληλα σχεδόν με τους 'Aραβες έκανε την εμφάνισή του άλλος ένας νέος λαός, που αποδείχτηκε άσπονδος εχθρός των Βυζαντινών, οι Βούλγαροι. Προερχόμενοι από την περιοχή του ποταμού Βόλγα πέρασαν στα χρόνια του Κωνσταντίνου Δ' (668-685) το Δούναβη με αρχηγό τους τον Ασπαρούχ. Εγκαταστάθηκαν στο βόρειο τμήμα του Δέλτα του ποταμού και από εκεί άρχισαν να διενεργούν επιδρομές εις βάρος των γειτονικών βυζαντινών περιοχών. Ο βυζαντινός αυτοκράτορας δεν μπόρεσε να τους απομακρύνει κι εκείνοι, αφού ενσωμάτωσαν τα εγκατεστημένα στην περιοχή της Βάρνας σλαβικά φύλα, δημιούργησαν το 681 νέο κράτος, το Βουλγαρικό. Συνεχίζοντας επιπλέον τις επιθέσεις τους κατά των βυζαντινών περιοχών ανάγκασαν το βυζαντινό αυτοκράτορα να κλείσει ειρήνη μαζί τους με πληρωμή ετήσιου φόρου (681).
Η εκστρατεία του Ιουστινιανού Β' κατά των Βουλγάρων το 708 κατέληξε σε ήττα των Βυζαντινών, ενώ ληστρική βουλγαρική επιδρομή το 712 έφτασε μέχρι την Χρυσή Πύλη της Πρωτεύουσας. Οι Βούλγαροι συνέχισαν τις επιδρομές, που άρχισαν σταδιακά να γίνονται εξαιρετικά επικίνδυνες για το κράτος. Η σοβαρότητα του βουλγαρικού κινδύνου δε διέφυγε από τον Κωνσταντίνο Ε' που, όταν του το επέτρεψε η ελάττωση της αραβικής απειλής, ανέλαβε δράση εναντίον τους. Σε οκτώ εκστρατείες μέσα σε δεκαπέντε χρόνια κατάφερε σοβαρά χτυπήματα στους Βουλγάρους, ώστε έπαψαν να ενοχλούν για αρκετά χρόνια το κράτος. Οι σημαντικότερες νίκες του Κωνσταντίνου Ε' έλαβαν χώρα το 759 στο φρούριο των Μαρκελλών, το 763 στην Αγχίαλο και το 772 στα Λιθοσώρια.