Во второй половине ноября 1911 г. сербский король и Милованович побывали в Париже; там они почерпнули уверенность, что и французское правительство горячо одобряет план блока балканских государств.
Выдвинутая Миловановичем идея спорной зоны и русского арбитража сначала не встретила одобрения в Софии. Там полагали, что Россия обязательно выскажется в пользу Сербии. Начались переговоры о непосредственном размежевании спорной воны. В течение всего конца 1911 г. и в начале 1912 г. между сербами и болгарами вёлся ожесточённый торг. Главная трудность заключалась в решении судеб Ускюба (Скоплие), Белеса и Струги. Сербии этот район был нужен для прикрытия с юга будущего выхода к Адриатике и линии Дунайско-Адриатической железной дороги. Для Болгарии на Ускюб и Белее шли единственные удобные пути в долину Вар дара, к центру её будущих македонских владений. Спорили из-за каждой деревни, особенно в окрестностях Ускюба и Струги. Русская дипломатия и военный агент в Софии полковник Романовский усердно мирили сербов с болгарами. Впрочем, оба русских посланника, Неклюдов и Гартвиг, сами перессорились друг с другом: они обменивались раздражёнными письмами и телеграммами, минуя своё начальство. Министерство в Петербурге не знало, как разрешить спор между своими агентами: оно то требовало от болгар принятия сербского проекта разграничения, то навязывало сербам болгарские предложения. Гартвиг в ответ телеграфировал, что с обладанием Стругой связаны «жизненные интересы» Сербии и что уступить её болгарам никак невозможно. Кончилось тем, что болгары всё-таки согласились на установление «спорной зоны», судьбы которой подлежали арбитражу России.
13 марта 1912 г. был, наконец, подписан следующий сербо-болгарский союзный договор.
Статья 1: «Царство болгарское и королевство сербское гарантируют друг другу государственную независимость и целостность их территории, обязуясь… прийти на помощь друг другу всеми своими силами в случае, если бы одно из них подверглось нападению со стороны одной или нескольких держав».
Статья 2: «Обе договаривающиеся стороны обязуются точно так же прийти на помощь друг другу всеми своими силами в случае, если какая бы то ни было великая держава сделает попытку присоединить, оккупировать своими войсками или занять, хотя бы даже и временно, какую-либо часть балканских территорий, находящихся в настоящее время под властью турок, если одна из договаривающихся сторон найдёт подобный акт противным своим жизненным интересам и сочтёт его за casus belli».
Одна из последующих статей предусматривала заключение военной конвенции.
Обе изложенные статьи обеспечивали Сербии болгарскую помощь в случае нападения Австро-Венгрии на Сербию, либо в случае покушений австрийцев на Ново-Базарский санджак или другие турецкие области. Казалось, Болгария входила в фарватер общеславянской политики. Казалось, она повёртывала фронт против злейшего врага славянской свободы — германо-австрийского блока. Так оно и было. Но только не надолго.
Договор сопровождался особым секретным приложением, которое вносило в него ряд существенных дополнений.
Статья 1 этого приложения гласила:
«В случае, если в Турции наступят внутренние неурядицы, которые могли бы угрожать государственным и национальным интересам обеих договаривающихся сторон или одной из них, а равно и в том случае, если вследствие внутренних или внешних затруднений, могущих наступить для Турции, status quo на Балканском полуострове будет поколеблен, та из договаривающихся сторон, которая первая убедится в необходимости военных действий, обратится с мотивированным предложением к другой стороне, обязанной в свою очередь немедленно вступить в обмен мыслей и, в случае несогласия со своей союзницей, дать последней обстоятельный ответ.
Если соглашение о действиях состоится, то о сём будет сообщено России, и, в случае отсутствия препятствий со стороны последней, союзники приступят к действиям согласно состоявшемуся уговору, руководствуясь во всём чувствами солидарности и соблюдая обоюдные интересы. В противном случае, если соглашение не будет достигнуто, вопрос будет представлен на усмотрение России, мнение которой, каковым бы оно ни было, явится обязательным для обеих договаривающихся сторон. Если Россия не пожелает высказать своего мнения и если и после того соглашение между договаривающимися сторонами не будет достигнуто, то, в случае самостоятельного начала военных действий против Турции стороною, высказавшеюся за вооружённое вмешательство, другая сторона должна соблюдать по отношению к своей союзнице дружественный нейтралитет, немедленно приступить к мобилизации в размерах, предусмотренных военной конвенцией, и помочь всеми своими силами союзнице, если бы какая-либо третья держава стала на сторону Турции».
Суть этой пространной статьи была довольно проста. Она заключалась в том, что Сербия и Болгария в удобный для себя момент готовы напасть на Турцию. С точки зрения России, эта статья была наиболее опасной: она таила в себе риск ненужной для России и преждевременной войны. Однако обойтись без указанной статьи было невозможно: именно она и была той платой, за которую Болгария переходила в общеславянский лагерь и склонялась на сторону Антанты. Некоторую страховку против преждевременного выступления участников договора представляло их обязательство — перед тем как начинать войну, предварительно запросить согласие Петербурга. Однако нетрудно понять, что при наличии в Сербии и Болгарии национального подъёма отказать им в разрешении начать войну было бы для Петербурга политически немыслимо. Отказ был бы сопряжён с риском потерять свой престиж в обеих славянских странах.
Статья 2 приложения содержала условия того раздела будущей добычи, над которым так долго и упорно трудились сербские, болгарские и русские дипломаты.
«Вся территория, приобретённая совместными действиями согласно статьям 1 и 2 договора, равно и статье 1 сего секретного приложения, поступит в общее управление обоих союзников; ликвидация кондоминиума состоится не позже трёхмесячного срока со дня заключения мира на следующих основаниях:
Сербия признает права Болгарии на территории на восток от Родопа и реки Струмы, а Болгария — права Сербии на территории к северу и западу от Шар-Планины.
Что же касается территории, лежащей между Шар-Планиной, Родопом, Архипелагом и Охридским озером, то, буде обе стороны удостоверятся в невозможности образования из неё… отдельной автономной области, с этой территорией будет поступлено на основании следующих постановлений: Сербия обязуется ничего не требовать за линией… которая начинается от турецко-болгарской границы у Голем-Верха (севернее Кривой-Паланки) и следует в юго-западном направлении… до Охридского озера у монастыря Губовцы. Болгария обязуется принять эту границу, если его императорское величество русский царь, к которому будет обращена просьба быть верховным арбитром в этом вопросе, выскажется в пользу означенной линии. Разумеется, что обе договаривающиеся стороны обязуются принять за окончательную границу в означенных пределах ту линию, которую его императорское величество русский царь признает в означенных границах за наиболее отвечающую правам и интересам обеих договаривающихся сторон».
Статья 4 устанавливала, что «всякий спор, который мог бы возникнуть по поводу толкования и исполнения какой-либо статьи сего договора, секретного приложения и военной конвенции, представляется на окончательное решение России».
О подписании сербо-болгарского договора были извещены французское и английское правительства, которые тотчас же выразили своё полное одобрение. Договор открыл Болгарии путь к парижской бирже: французское правительство одобрило предоставление займа Болгарии.
12 мая 1912 г. мартовский союзный договор был дополнен подписанием сербо-болгарской военной конвенции. В случае войны против Турции или Австрии Сербия должна была выставить 150, а Болгария 200 тысяч человек. При этом было детально определено, сколько войск и в какие сроки выставляет каждая сторона в случае войны с Турцией, сколько — в случае войны с Австрией и т. д.