В Константинополе начался мятеж Льва Куроплата, брата убитого императора Никифора II Фоки. В этих условиях Иоанн Цимисхий должен был вернуться в Византию, предложив русам мир. В полдень 19 июля русы, воспользовавшись преимуществом неожиданности, напали на византийцев. 20 июля состоялся еще один бой.
22 июля – день последнего сражения у стен Доростола. Воины помнили слова князя: «С храбростью предков наших и с тою мыслью, что русская сила была до сего времени непобедима, сразимся мужественно за жизнь нашу. У нас нет обычая бегством спасаться в отечество, но или жить победителями, или, совершивши знаменитые подвиги, умереть со славою!»
Сам князь повел войско в бой. Городские ворота по его приказу закрыли, чтобы даже мысли об отступлении не возникло у русов. Русы первыми двинулись в атаку. Под их напором византийские войска отступили, но Иоанн Цимисхий с «бессмертными» прибыл в решающий момент. Начался страшный бой малочисленных русов против профессионального войска противника. Русы несли потери, но стояли непоколебимо. Решили исход этого боя силы природы, неподвластные человеку. Грозовые тучи принесли сначала сильную бурю, а затем косой колючий дождь. Русы, прикрывшись щитами, медленно двинулись к Доростолу. Греки не решились преследовать их.
Что это, неудача? Пятнадцать тысяч воинов погибло… Потеряно двадцать тысяч щитов. Греки уже считали себя победителями. Их суеверие приписало сверхъестественным силам эту удачу. Они рассказывали друг другу, что сам святой Федор Стратилат явился перед их войсками на белом коне и привел в смятение российские полки. Победить в бою многочисленное войско Цимисхия было невозможно. Святослав, оглядев израненных, утомленных, но не потерявших боевого настроя воинов своих, решил выжидать, когда Цимисхий, потеряв надежду на скорую победу, сам запросит мира.
Случилось так, как ждал Святослав. Цимисхий направил в стан Святослава богатые дары. «Возьмем их, – сказал князь, – когда же будем недовольны греками, то, собрав войско многочисленное, снова найдем путь к Царьграду». Так русский летописец рассказывает об исходе битвы у Доростола. Однако летопись Нестора рассказывает и о том, что успех войны был на стороне греков, т. к. Цимисхий позволил русам не только свободно уйти из Болгарии, но и снабдил провизией на дорогу, добавив: «Мы, греки, любим побеждать своих неприятелей не столько оружием, сколько благодеяниями».