В 768 г. Константин V возвёл своих сыновей от Евдокии (Христофора и Никифора) в сан кесарей, а Никиту – в сан новелиссима. В том же году он женил сына Льва на Ирине (впоследствии византийская императрица). Позднее новелиссимом был назначен и Анфим. Константин V умер от язвы на ноге, воспалившейся во время очередного похода на болгар, который он начал в августе 775 г. В 745 г. Константин V, воспользовавшись гражданской войной в Арабском халифате, захватил город Германикию (ныне Кахраманмараш), откуда родом был его отец и где жили родственники по матери. Христианское монофизитское население переселили во Фракию. В 746 г. император направил против арабского флота стратига фемы Кивирреоты, который нанёс флоту сокрушительное поражение в гавани Керамия на Кипре. В 751 г. Константин V захватил Феодосиополь (ныне Эрзурум) и Мелитину (ныне Малатья) в Армении, армянское и сирийское население из этих городов он впоследствии также переселил во Фракию. Болгары потребовали от Константина V уплатить дань за строительство крепостей. Не получив её, они атаковали войска ромеев у Длинных стен Константинополя, однако были разбиты. В 759 г. Константин V завоевал часть земель македонских славян, а в следующем году, несмотря на неудачу близ ущелья Веригава, разбил болгар у Маркелл. В 763 г. Константину V удалось добиться успеха в борьбе с Болгарией, где в результате переворота к власти пришёл хан Телец, что сразу вызвало бегство части славян в Византию (их расселили на южном побережье Чёрного моря). 26 июня Константин V двинул на Болгарию войско и флот и разбил лагерь возле города Анхиала. Хан Телец, собрав войско, в том числе из окрестных племён, атаковал ромеев 30 июня. Битва продолжалась несколько часов и окончилась разгромом и бегством болгар, хотя и византийцы понесли серьёзные потери. Исследователи полагают, что именно это сражение упоминается в новелле, которая впоследствии послужила основой для Жития Николая Воина. Константин V устроил триумфальное шествие в Константинополе. В Болгарии в результате последовавших беспорядков хан Телец был убит, а его преемник Савин бежал к византийцам. На следующий год Константин V заключил мир с преемником Савина Паганом. Посланная императором экспедиция захватила вождя славян-северян Склавуна и предводителя разбойников (скамаров) Христиана. В 764/765 г. Константин V вновь предпринял вторжение в Болгарию, вмешавшись в распри болгарской знати, и опустошил страну. В 773 или 774 г. Константин V вновь напал на Болгарию, дойдя до Варны с флотом, состоявшим из 2 тыс. кораблей. Болгары предложили заключить мир, но, пока шли переговоры, Константин V, узнав о том, что противник отправил войско из 12 тыс. человек против славян-верзитов, сделал вид, что отправляется в поход на арабов, а сам, отпустив болгарских послов, двинулся вслед за ними и, неожиданно напав на болгар у Лифосории, одержал «великую победу» и «взял богатую добычу». Затем Константин V отметил триумф в Константинополе, назвав свою кампанию «благородной», поскольку ни один христианин не был убит. Вскоре после этого хан Телериг будто бы обманул Константина V с помощью простой уловки: притворившись, что хочет перебежать к византийцам, он попросил императора открыть ему имена византийских агентов в Болгарии, а потом казнил их.