Знал ли Святослав предание о том, что Дунай был центром всех славянских земель, или мечтал о создании нового огромного государства? Лев Диакон рассказывает, что лукавый посол Никифора, по имени Калокир, прельстил князя своими обещаниями. Он сулил Святославу власть над всей Болгарией и огромные богатства, если тот поможет самому Калокиру захватить императорский престол.
Тем временем Ольга разболелась и умерла. Летопись содержит панегирик в честь княгини-христианки: она добилась своего и была причислена к лику святых православной церковью как провозвестница христианства на Руси.
После смерти матери Святослав посадил старшего сына Ярополка в Киеве, среднего — Олега — в земле непокорных древлян. Тогда к нему пришли новгородцы и стали просить себе князя, угрожая, что иначе призовут его со стороны. У Святослава оставался младший сын Владимир, и его воспитатель Добрыня посоветовал новгородцам просить к себе Владимира. Владимир, говорится в летописи, был сыном рабыни — Ольгиной ключницы Малуши. Раздав сыновьям в управление русские земли, Святослав отправился в Переяславец.
Русская летопись в героических тонах описывает этот поход Святослава. С 10 тысячами воинов (греки насчитывали 60 тысяч росов) он сражается с десятикратно превышающими его дружину войсками болгар и греков. «Мертвые сраму не имут!» — ободрял князь свою дружину, и проведшие жизнь в походах воины не боялись смерти.
В 970 году Святослав действительно овладел почти всей Болгарией, занял ее столицу Преслав и перешел через Балканский хребет во Фракию, на собственно греческие земли. Никифор к тому времени пал жертвой заговора, новый же император Иоанн Цимисхий продолжал войну с арабами и пытался усмирить смуту. Он отправил послов к русскому князю, призывая соблюдать договор и уйти в свои земли — ведь Святослав получил золото от Никифора. Цимисхий напоминал князю о злополучном конце его отца Игоря, нарушившего договор и напавшего на Константинополь. Но Святослав требовал выкупа за все города, захваченные им в, Болгарии. Иначе, говорил князь, он осадит сам Константинополь.
Однако Святослав был остановлен византийскими войсками и, не дойдя до Царьграда, отошел в Доростол, крепость на Дунае. Может быть, греки все же пообещали ему богатую дань, как о том говорит летопись; обещание, по свидетельству летописца, было лживым.
Весной 971 года Цимисхий двинул всю свою армию против Святослава, флот же с греческим огнем отправил к устью Дуная, отрезая князю путь к отступлению. Тот собрал все силы в Доростоле, но был осажден со всех сторон. Попытка отбросить греков в открытом бою потерпела неудачу: тяжелая, закованная в доспехи кавалерия Цимисхия заставила русскую пехоту отступить. Святослав вынужден был пойти на переговоры о мире. По договору с греками 971 г. Русь обязывалась не нападать на византийские владения и Болгарию в обмен на свободный выход из окружения и право торговли в Византии. Византия также обязывалась не посылать против руси печенегов.