Slaget fandt sted d. 9. marts 1230. Da tsaren løftede sin hånd red en soldat i front for tropperne med den brudte traktat på sit spyd. Byzantinerne kæmpede desperat men mand til mand, var Assens bulgarske soldater meget bedre trænede. De blev et svidende nederlag for Todor, der sammen med flere familiemedlemmer og betroede blev taget til fang. Men Ivan viste storsind og sendte de menige soldater væk. For at fejre sejren lod Ivan kirken for de fyrre hellige martyrer i Turnovo bygge færdig. På en af søjlerne står en inskription, hvor Ivans Assen kalder sig selv for ”tsar og konge over bulgarerne”.

Hans noble gestus med at befrie de menige soldater, gjorde ham meget populær i blandt den byzantinske befolkning, så da han fulgte efter den slagne hær kom det ikke til blodsudgydelser. Adrianople overgav sig uden videre, Dimothiki Prilep, Seres og Pelagonia fulgte trop. Efter slaget ved Klokotnitsa var Bulgarien det største land på Balkan og I Østeuropa igen. Bulgarien havde genvundet de områder som Boril havde tabt under sit korte men katastrofale styre. Ivan Assen II formåede at opbygge et forenet land. I en bog fra den tid står der at Ivan Assen II regerede over bulgarerne, grækere, franskmænd, serberne og albanerne og og alle byer fra hav til hav.

Ivan Assen II begyndte at kalde sig selv for bulgarernes og grækernes tsar, han satte en stopper for de ungarske angreb og belejrede Konstantinopel. Han indgik i en alliance med det latinske imperium og Nicea samt forkastede en union med Paven. Den bulgarske kirkes patriarkat var genskabt.

De tidligere så oprørske adelige var endelig på tsarens side igen og deres støtte blev belønnet med privilegier og jord. Forfølgelsen af bogomilisterne blev forstærket. Freden bragte velstand til folket og handlen med middelhavslandene blev udvidet. Tsaren prægede nye mønter og begyndte at bygge forter og klostre. Store landområder blev givet til kirken. Hovedstaden Turnovo var den næst største by på Balkan.

Utallige biografier blev skrevet i hans livstid og efter hans død i 1241. Alle roste ham forundret i høje toner, for har trak aldrig et sværd mod sine fjender og han blev aldrig fristet til at gengælde sine fjenders grusomhed, ”derfor var han elsket ikke kun af bulgarerne, men også af byzantinerne og andre folk.”