Kolejnym wielkim przedsięwzięciem Światosława była wyprawa na Bułgarię. W tym okresie państwo to pogrążone było w kryzysie dynastycznym, co chciał wykorzystać bizantyjski cesarz Nicefor Fokas poprzez skłonienie Rusi do ataku. W tym celu wysłał dyplomatę Kalokirosa do Kijowa, który miał wręczyć 1500 funtów złota ruskiemu księciu i obiecać mu Bułgarię na własność. Wyprawa rozpoczęła się w 967 roku. Już na samym jej początku działania księcia kijowskiego pokrzyżowały plany Bizancjum, które zakładało długą i wyczerpującą wojnę obu stron. Światosław niespodziewanie, w pierwszych paru bitwach, rozgromił armię bułgarską i dotarł aż do centrum kraju, gdzie w Perejesławcu postanowił zatrzymać się na stałe. W tej sytuacji cesarz bizantyjski, wykorzystując tę samą taktykę użytą przeciw Bułgarom, na Rusinach, podburzył przeciw nim Pieczyngów, którzy zaatakowali Kijów. Światosław szybko wycofał się z Bułgarii, pokonał i przepędził spod stolicy oblegające wojska i zawrócił do Perejasławca. W tym czasie Bizancjum zdążyło już wmieszać się w sprawy opuszczonej przez Światosława Bułgarii, tym razem stając w jej obronie. Gdy tylko książę wiosną 969 roku znalazł się na jej ziemiach, doszło do kolejnych walk. Zdezorientowani Bułgarzy, wrogo nastawieni do Bizancjum, stanęli po stronie wojsk ruskich.