Po raz trzeci wojna wybuchła w marcu 1327. Jej właściwym przywódcą był Kantakuzen. Po stronie Andronika III opowiedziały się Macedonia i Tesalonika. W styczniu 1328 Andronik III i Kantakuzen uroczyście wkroczyli do Tesaloniki. W toku tej wojny Andronik III był związany z carem bułgarskim Michałem Szyszmanem. Po sukcesach w Macedonii car bułgarski przeszedł na stronę Andronika II, dyplomacji Andronika III udało się jednak powstrzymać go od akcji zbrojnej. Ostatecznie wycofał się ze współdziałania ze starym cesarzem. 24 maja 1328 Andronik III wkroczył bez walki do Konstantynopola. Stary cesarz został opuszczony przez dwór, służbę i strażników. Abdykował więc na rzecz Andronika III i przeniósł się do klasztoru, przybierając imię Antoniego.
Cesarz Sprawy wewnętrzne Objąwszy władzę w całym państwie Andronik poświęcił się sprawom wojska, ster rządów oddając w ręce swego megadomestyka. Po zakończeniu działań wojennych nowemu rządowi przyszło się borykać z poważnym kryzysem finansowym wywołanym dalszym spadkiem wartości monety złotej, musiał więc Kantakuzen odstąpić od wcześniejszych obietnic i powrócić do dawnego kursu gospodarczego, wyznaczonego przez obalony rząd. Częściowym powodzeniem zakończyła się natomiast reforma sądownictwa mająca na celu ograniczenie przekupstwa wśród bizantyńskich sędziów.