Việc Bulgaria tham chiến là một thắng lợi lớn về mặt ngoại giao và quân sự của các nước phe Liên minh Trung tâm vì Bulgaria là nước có lực lượng quân sự mạnh nhất vùng Balkan. Sau khi Bulgaria tham chiến với 300.000 quân tràn vào biên giới Serbia[5], liên quân Đức, Áo-Hung đã đồng loạt mở cuộc tấn công. Kết thúc tháng 10 năm 1915, liên quân Đức, Áo-Hung, Bulgaria đã đánh bại Serbia tại Novo Brdo. Ngày 5 tháng 11, Nis bị chiếm, cắt đứt con đường lui về Thessaloniki của Serbia. Đến lúc này quân đội Serbia xem như đã thất bại và sau đó 12.000 quân còn lại của họ rút về Albania và Hy Lạp. Sau khi Serbia thất thủ, sự giao thông từ Đức đến Thổ Nhĩ Kỳ hoàn toàn thông suốt, không còn trở lực gì.

Sau đó, quân đội Bulgaria còn đạt nhiều thắng lợi khác như chiếm phần lớn Macedonia, tiến vào lãnh thổ Hy Lạp và khi Bulgaria tuyên chiến với România vào ngày 1 tháng 9 năm 1916[6], quân đội nước này đã vượt qua sông Danube đánh vào phía nam Romania, phối hợp với liên quân Đức, Áo-Hung từ phía bắc đánh xuống.[7] Ngày 6 tháng 12, hai đạo quân ngày đã gặp nhau tại Bucharest. Trên đường tiến quân, Bulgaria đã chiếm được vùng Dobruja của Rumania.

Tuy nhiên những thắng lợi trên chiến trường vẫn không giảm được sự bất mãn của nhân dân Bulgaria trước cuộc chiến tranh vì những khó khăn về mọi mặt mà cuộc chiến tranh này gây ra cho cuộc sống của họ. Để tham gia chiến tranh, Bulgaria phải huy động rất nhiều sức người, sức của cho cuộc chiến nên đất nước ngày càng kiệt quệ nhưng chính phủ Bulgaria vẫn quyết tâm theo đuổi cuộc chiến tranh đến cùng. Thủ lĩnh của đảng Agragian, Aleksandur Stamboliyski đã bị tống giam vì có hành động chống đối chiến tranh. Cách mạng tháng Mười nổ ra vào năm 1917 đã có tác động mạnh mẽ đến Bulgaria, làm cho phong trào phản chiến và chống chế độ quân chủ của nhân dân Bulgaria ngày càng lan rộng. Trong hoàn cảnh đó, chính phủ do Radoslavov đứng đầu từ chức, Stamboliyski được thả và chế độ cộng hòa được ủng hộ.