Получив от Слащева в качестве поддержки русскую бригаду, Дмитриев безостановочно продвигался на Софию, по пути принимая к себе болгарские части, с радостью переходившие на его сторону. Отдавая генералу русскую бригаду, Яков Александрович тем самым подводил черту под стратегической дилеммой, мучившей его в последнее время.
Ему было очень заманчиво продолжить свое наступление на север и со временем перенести боевые действия в саму Австрию, используя явную слабость ее войск. Перспектива была очень заманчива, и будь у генерала побольше солдат, он бы обязательно рискнул попытать свое военное счастье, но, при всей своей любви к риску, Слащев всегда четко и грамотно разделял допустимый риск от откровенной авантюры. Поэтому командующий Балканским фронтом решил удовольствоваться синицей в руках и полностью сосредоточился на выведении из войны Болгарии.
Приказав д’Эспере вести наступление силами всех французских дивизий на Албанию и Черногорию с целью выхода к Дурресу и Цетинье, сам Слащев перебросил в помощь наступающему Дмитриеву еще одну сербскую дивизию, не ослабляя при этом свое давление оставшимися силами на Приштину, куда в спешке продолжали отходить остатки армии погибшего Кевессгаза.
Приближение Дмитриева к болгарской столице можно было с полным правом сравнить с триумфальным возвращением Наполеона с Эльбы. Войска не оказывали ему никакого сопротивления, выказывая только бурную радость по поводу возвращения опального генерала, демонстративно перешедшего в 14-м году на русскую службу в знак несогласия с решением царя о поддержке Центральных держав.
Фердинанд лихорадочно метался по Софии в поиске выхода из столь сложного положения, то взывая о помощи к своим союзникам, то начиная заигрывать с местной буржуазией, надеясь обрести хоть какого-то союзника в их лице. Все эти метания продлились около двух суток и не принесли никакого результата, Центральные державы сами переживали не лучшие свои дни и никак не могли помочь своему союзнику, а все внутренние деятели поспешили занять выжидательную позицию, с нетерпением дожидаясь прихода Дмитриева. Оставшись абсолютно один, 24 сентября Фердинанд специальным манифестом известил весь мир о своем отречении от престола в пользу своего сына и выходе Болгарии из войны.
Возможно, что в других условиях этого бы вполне хватило для начала мирных переговоров с союзниками, но при наличии такой фигуры, как Дмитриев, за чьей спиной недвусмысленно маячила Россия, подобного исхода не могло быть в принципе.
Едва только стало известно об отречении Фердинанда в пользу сына, как Дмитриев громко заявил, что не допустит передачи власти в славянской стране чуждому по духу и крови человеку, и отказался признать Бориса на болгарском престоле. Армия вновь рукоплескала своему национальному герою, и самые дальновидные политики Софии моментально сориентировались в этой ситуации.
Специальным манифестом от 26 сентября Болгария была провозглашена республикой, и ее верховным правителем на время переходного периода был назван генерал-фельдмаршал болгарской армии господин Радко-Дмитриев.
Его торжественный въезд в Софию состоялся 28 сентября при массовом стечении рукоплескавшего народа. Новоиспеченный Верховный правитель страны приказал всем болгарским солдатам немедленно вернуться на родину, которая с этого дня становилась союзницей Антанты и была готова вместе с ней бороться против общих врагов.
Демонстрируя наглядное подтверждение этих слов, фельдмаршал всячески способствовал быстрой переброске русско-сербских войск к румынской границе для совместного наступления на немецкие части, оккупировавшие Румынию.
Это было сделано очень вовремя, поскольку уже два дня как основные силы Румынского фронта под командованием генерала Щербачева перешли в наступление, активно тесня силы противника. В этой обстановке германский фельдмаршал Макензен посчитал за лучшее срочно очистить румынскую территорию, спешно отойдя в Трансильванию, где и занял прочную оборону.
Первой 12 октября в Бухарест все же вступила русская бригада генерала Слащева, правда, без своего героя, он продолжал преследование австрийцев, непрерывно тесня их к стенам Белграда.
Родина в лице Верховного правителя по достоинству оценила подвиг своего генерала. За прорыв фронта и выведение Болгарии из стана противника Слащев удостоился звания генерала от инфантерии и ордена Георгия II степени. Кроме этого, за освобождение Сербии и взятие Бухареста Корнилов удостоил его орденом Владимира I степени и почетного звания Слащев-Балканский.