Когда император Византии Михаил VIII Палеолог узнал о смерти царя Константина и занятии болгарского престола царём Ивайло, он сначала решил было сделать его своим зятем и так распространить над Болгарским царством своё влияние. Но узнав о сущности сельского восстания, классовой борьбы, а также о непобедимости народной армии Ивайло, крушащей всех подряд, испугался заражением классовой борьбы в Византии и решил предпринять другие действия.

Он нашёл в Византии "законного" наследника болгарского престола в лице Ивана — сына царя Мицо Асеня. Император женил его на одной из своих дочерей Ирине и поменял его имя на Иван Асень. Императору помогли ещё и обстоятельства. Царь Ивайло пошёл на войну с татарами, которые успели осадить его в Доростоле. Тем временем прошёл слух, что Ивайло был разбит и умер. Столичная аристократия не нашла другого выхода как открыть столичные ворота для нового царя Ивана Асеня III.

Большим влиянием в Тырново пользовался боярин и стратег Георгий I Тертер, но византийский император решил женить его на сестре Ивана Асеня III и дать ему титул деспота. Таким образом Михаил VIII Палеолог решил, что ему удастся смирить несогласных с вступлением на престол Ивана Асеня.

Во время его правления было двоевластие — царями являлись он и царь Ивайло.

Царь Ивайло прорвав татарскую осаду в Доростоле двинул войска на Тырново и осадил город. Иван Асень III ввиду беспомощности стал умолять своего покровителя византийского императора Михаила VIII Палеолога о помощи. Император послал две армии, но царь Ивайло уничтожил их. После этого Иван позорно бежал из столицы, причём став знаменитым тем, что ограбил и унёс все сокровища царской сокровищницы. Оттуда он направился в Месембрию (совр. Несебыр), а оттуда морем в Константинополь. Болгарским царём объявили боярина Георгия Тертера.

Через некоторое время Михаил VIII Палеолог узнал, что царь Ивайло находится у хана Ногая и просит помощи. Он отправил к хану Ногаю Ивана Асеня, который встретился там за одним столом со своим заклятым врагом — царем Ивайло. Он также, как "сельский" царь умолял хана помочь ему вернуть престол. Историки пишут, что Ногай везде водил с собой экс-царей и хвалился, что у него за столом сразу два царя и законных претендента на Болгарский престол. Иван Асень избежал смерти по заступничеству жены Ногая, которая была сестрой византийского императора.

После смерти Ивайло он вернулся в Византию и умер в 1303 в своих родовых имениях в Малой Азии.